Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Шлак для строительства


Шлак — виды, характеристики, применение в строительстве

Шлак – это вторичное сырье, отходы металлургической промышленности или зола от сжигания ископаемых горючих: углей всех видов, горючего сланца, жидкого топлива. В металлургии – то, что остаётся после выплавки металла из руды. Из шлаков чёрной металлургии получают заполнители для шлакобетонов, шлаковую пемзу, минеральные ваты. Отходы цветной металлургии делятся на передельные и отвальные шлаки.

Гранулированный, или граншлак, получается путём быстрого охлаждения водой горячего шлака в доменном или конвертерном процессе. Имея отличные вяжущие свойства, используется для производства цемента как активная минеральная добавка к нему.

Шлак нельзя рассматривать как простой наполнитель для приготовления бетонных растворов. Он, кроме этой своей функции, несёт ещё одну, которая с течением времени становится всё более важной – экологическую. Если учесть, сколько вредных примесей, от кислот и щелочей до канцерогенных соединений, есть в его составе, связывание его цементными смесями решает задачу его безопасной утилизации.

А при выплавке металла защищающая его шлаковая составляющая предохраняет расплав от воздействия продуктов горения.

Применение шлака в строительстве

В строительстве в основном применяется в качестве наполнителей бетонных смесей. Шлак – отходы металлургического производства, как более безопасные по сравнению отходов сгорания угля. Ведь в ископаемом угле (буром, каменном чёрном и антраците) обязательно присутствуют радионуклиды. Их доля в исходном материале невысока, но при сгорании их концентрация резко увеличивается, и в буром и каменном угле доходит до неприемлемых в санитарном отношении величин. Так что ни в бетон стен, ни при возведении бетонированных подвалов, ни для заливки стяжек такой шлак не годится, радиоактивный фон в таких помещениях может оказаться превышающим ПДН.

Гранулированный шлак, идущий в производство цементов с исключительными вяжущими свойствами, позволяет получать очень прочные на разрыв и раскол плиты перекрытий в многоэтажном строительстве. А граншлак с более крупными фракциями идёт в бетон в качестве заполнителя для получения прочных и лёгких строительных блоков, отличающихся от обычного кирпича износоустойчивостью, небольшим удельным весом, хорошими влаго- и теплоизоляционными свойствами.

Мелкофракционный граншлак (в т. ч. и пылевой) используется как сырьё для получения шлаковаты, а также для изготовления тротуарной плитки, бордюров и брусчатки. Его крошка добавляется в бетонные смеси для их упрочнения, а также для заполнения пустот при строительстве зданий с насыпными стенами.

Присутствие в таких шлаках кальциевых силикатов позволяет применять тонкий помол для смеси с цементом, что даёт такой же эффект при создании конструкций, как и у портландцемента. Применение таких присадок позволяет:

• создавать тяжёлые и особо прочные бетоны классов прочности В15-В30.

• Производить сухие строительные смеси

• Изготавливать плиты перекрытий, ригелей, колонн, бетонных панелей, балок и других предварительно напряжённых строительных конструкций.

• Строить погреба, фундаменты любой степени сложности, которые делаются методом бетонной заливки, осуществлять отливку плит перекрытия и заливку в скользящую опалубку при возведении стен.

Доменный шлак, щебень из него

Являясь отходом доменного производства, такой щебень часто на порядок дешевле крошки из камня, которую нужно добыть, раздробить с помощью сложных и дорогих механизмов, доставить до места приготовления бетонных смесей.

Щебень из доменного шлака в своей кристаллической структуре представлен более чем 20 минералами, среди которых воластонит (однокальциевый силикат), двух кальциевый силикат, мелилит. Наличие кальциевых силикатов и делает продукты переработки этого шлака желанной присадкой для тяжёлых сверхпрочных бетонов.

Преимущества и недостатки

При этом плотность щебня, получаемого из доменного шлака по ГОСТ 3344, выше гранитного, но выше и поглощение воды. Правда, ниже и морозостойкость. Что ограничивает его применение как основного заполнителя в климатических зонах с суровыми погодными условиями.

Предел прочности на сжатие может варьироваться от 62 МПа у пористого до 140 МПа у медеплавильного. Для сравнения, у гранита этот предел составляет 120 МПа. Но! Самый дешёвый («дешевле только даром») пористый материал очень ограничен в применении, а вот его медеплавильный аналог при прочности больше гранитного, по стоимости почти догоняет его.

Благодаря своей способности поглощать воду доменный шлак находит широкое применение в дорожном строительстве, в котором такая его особенность, как способность быстро высыхать и уплотняться под воздействием содержащихся в нём связывающих веществ, а также способность легко поддаваться трамбовке делает его применение более предпочтительным, чем щебня из гранита.

При транспортировке гранитный щебень перетирается в мелкую пылевую фракцию, негодную к применению, её приходится вымывать или как-то отсеивать. Шлаковая же пыль служит дополнительным связывающим при использовании, повышая сцепляемость и вязкость конечного продукта.

Разновидности шлака

Металлургические

Подразделяются на шлаки цветной и чёрной металлургии. К шлакам чёрной металлургии относятся:

  • Доменный шлак, получаемый путём выплавки чугуна из железных руд. Его свойства зависят от режимов плавки, применяемого для получения расплавов топлива и флюсов-присадок.
  • Сталеплавильные. Их получают в мартеновском, конвертерном или электросталеплавильном производстве.
  • Ферросплавные, Виды ферросплавных шлаков подразделяются на подвиды с преобладанием того элемента, который добавлялся в расплав стали для получения ферросплава, а это может быть кобальт, хром, марганец молибден, кремний и т. д.

Шлаки цветной металлургиик ним относятся отходы медеплавильного, никелевого, свинцового и цинкового производства.

Фосфорные

Получаются как отходы производства фосфорных удобрений. Используются в производстве пемзы или минеральной ваты. В качестве присадки к цементам добавляют, только если бетонные изделия из такого цемента проходят стадию высокотемпературного пропаривания.

Зольные

Представляют собой остаток от сжигания твёрдого угля и горючих сланцев. В жилищном строительстве практического применения не находят из-за высокого содержания в них радионуклидов, но могут применяться при производстве тротуарной плитки или если применяются как наполнители для асфальтовых смесей, где возможное образования пыли будет связываться смолистыми фракциями. Имеет значение ещё и метод охлаждения этих шлаков сразу после их образования: если охлаждение происходило водой, то есть быстро, образуется стекловидная структура, которая более стойкая, чем микрозернистая, получаемая при медленном, естественном остывании.

Характеристики доменного шлака

Могут отличаться у разных производителей, что связано с особенностями технологических циклов выплавки чёрных металлов.

Разными будут составы как кальцитов, так и силикатов, железа и алюминия в конечном продукте. Условные обозначения шлака, который отправляется как продукт для переработки в строительную индустрию, в зависимости от места производства, выглядят так:

  • Н – Новокузнецкий
  • Ч – Чусовской,
  • Чл – Челябинский,
  • Ж – Ждановский,
  • Нт – Новотульский,
  • Л – Липецкий,
  • Кр – Криворожский,
  • Д – Днепродзержинский металлургические комбинаты.
ШлакSiO2Al2O3CaOMgOMnOFe2O3SO3ZМ оснМакт
Н36,512,6539,854,0следы2,30,1696,460,820,35
Ч34,7614,6538,648,07»1,220,1597,490,850,42
Чл37,8711,0239,815,880,3595,830,930,29
Ж38,349,0542,215,41,250,496,6541,010,24
Нт38,648,0147,741,811,860,392,0100,731,060,2
Л37,58,6148,311,991,480,392,1100,381,080,22
Кр35, 110,6548,751,21,771,231,9699,671,090,3
Д38,536,0846,624,961,00,821,8399,861,160,16

Приведённый химический состав может зависеть от поступившей на плавку руды, кокса и марки выплавляемого чугуна. От этих же показателей будет зависеть удельный вес шлака на выходе. Вес также зависит от способа его охлаждения – стекловидный, получаемый охлаждением водой, будет тяжелее и прочнее.

Плотность шлака, в зависимости от состава:

ОксидПлотность кг/м³
Кремния2260
Кальция3400
Магния3650
Марганца5400
Железа5700

плюсы и минусы применения для стен, потолка и пола

Содержание статьи:

Применение местных материалов снижает стоимость строительства частных домов. Утепление шлаком улучшает энергоэффективность жилища и уменьшает затраты на отопление зимой и кондиционирование летом. Шлаки разных типов отличаются по свойствам. Это учитывают в проекте и при строительстве.

Экологичность шлака

Пористая структура шлака хорошо удерживает тепло

Рассматриваемый материал — отходы производства. Понимание, вреден ли шлак в качестве утеплителя, важно уже в начале проектирования дома.

Технология утепления и места использования засыпки не предусматривают прямого контакта с человеком. Пыль и газообразные выделения не проникают в комнаты, поэтому нанести вред здоровью не в состоянии.

При покупке нужно требовать сертификат безопасности. Некоторые шлаки излучают радиоактивный фон.

Виды материала

Из отходов металлургических производств и энергетической отрасли получают следующие виды утеплителя:

  • доменный;
  • металлургический;
  • топливный и каменноугольный.

Разные виды используют для утепления конструктивных элементов дома.

Доменный

Материал получают при выплавлении чугуна. В состав входят остатки горной породы, флюсов и зола топлива. Куски очень пористые, материал сыпучий.

В частном строительстве мелкая (более тяжёлая) фракция идёт на засыпки полостей в стенах или под стяжку бетонных полов. Крупная фракция — лёгкая по массе — пригодна для засыпки чердачных перекрытий.

Этот вид сырья идёт на изготовление шлаковых теплоизоляционных материалов.

Наиболее пригодна для утепления шлаковая пемза, обладающая хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Она же идёт в наполнитель для шлакоблоков.

Металлургический

Металлургический шлак может создавать избыточную нагрузку на фундамент

К этому типу чаще относят отходы никеле- и медеплавильных заводов, сталелитейных комбинатов.

Материал представляет собой спёкшиеся куски различных фракций. В них много окислов металлов из-за чего масса состава велика.

Металлургические отходы больше пригодны для отсыпок дорожек, стоянок автотранспорта. Большой удельный вес и излишняя теплопроводность ограничивают применение материала для утепления, создавая большую нагрузку на фундамент и строительные конструкции.

Топливный

Сырьём для изготовления служат остатки сгоревших в котельных мазута и каменного угля. Фракция и свойства зависят от типа сжигания (камерное или слоевое).

Остатки топлива гигроскопичны, поэтому перед засыпкой должен быть высушен в течение минимум 2 месяцев без воздействия осадков.

Применяется для засыпки полостей в стенах из кирпича или под бетонную стяжку на полу и перекрытиях.

Преимущества и отрицательные стороны

Металлургический шлак не применяют во влажной среде из-за склонности к коррозии

Несмотря на разницу в технических характеристиках все виды шлаков как утеплители имеют сходные положительные качества.

Материал отличается:

  • простотой использования;
  • низкой стоимостью;
  • оптимальным воздухообменом;
  • стойкостью к гниению, образованию грибка, распространению плесени;
  • возможностью использования в любых помещениях;
  • механической прочностью и химической нейтральностью;
  • недоступностью к повреждению грызунами и насекомыми;
  • хорошими показателями теплопроводности по сравнению с монолитным бетоном или кирпичом;
  • неограниченным временем использования при соблюдении технологии монтажа;
  • пожаробезопасностью.

Структура материала накладывает ограничения на применение. Высокий удельный вес учитывают при проектировании несущих конструкций.

Шлаки менее эффективны относительно современных специализированных изделий для теплоизоляции — пенопласта, пеноизола, минеральных плит и др.

Отходы производств не применяют для утепления поверхностей, подверженных воздействию осадков, либо выполняют поверх засыпки бетонные стяжки для защиты от переувлажнения. Мокрый шлак теряет свойства изолятора.

Металлургический тип подвержен ржавчине в условиях повышенной влажности.

Промышленные виды утеплителя скрывают стяжкой или засыпают в пустоты кирпичной кладки для предотвращения попадания вредных веществ в воздух жилых помещений.

Технические характеристики

Параметры разных видов засыпки для сравнения собраны в таблицу. Данные усреднённые, но достаточные для правильных расчётов массы и эффекта от утепления.

Вид шлака Удельный вес, кг/м3 Теплопроводность, Вт/(м*С)
Доменный 360 – 1000 в зависимости от фракции 0,12 – 0,18
Котельный, каменноугольный 750 0,24 – 0,32
Топливный 1000 0,25
Металлургический От 1000 0,35 -0,4

Теплопроводность полнотелого силикатного кирпича составляет 0,81 Вт/(м*С). Таким образом, слой каменноугольного шлака толщиной 20 см по свойствам утепления примерно равен кладке в 2 кирпича (51 см). Учитывая разницу в цене, застройщик значительно снижает расходы на материалы.

Технология утепления строительных конструкций

Теплотехнические расчёты и инструментальные замеры показывают, что 5 – 10 % тепла уходит из жилья через пол и грунт, 20 -30 % через стены и столько же через чердачные перекрытия и крышу. Для этих строительных конструкций можно использовать утеплитель шлак.

Последовательность работы по улучшению теплоизолирующих характеристик для пола, потолка, стен различаются.

Утепление пола

Слой шлака заливается бетонной стяжкой

В зависимости от конструкции жилища утепление пола шлаком в частных домах проводят по-разному. Если в весенний период и после сильных дождей в подполе, подвале появляется вода, обязательно делают гидроизоляцию.

Краткая инструкция по утеплению земляного пола:

  1. Поверхность освобождают от мусора, выравнивают, при необходимости трамбуют.
  2. Обустраивают гидроизоляцию, для чего засыпают пол глиной, растворённой в воде, и тщательно перемешанной до состояния теста. Другой вариант: расстилают слой гидроизоляционного рулонного материала, стыки проклеивают мастикой.
  3. Аккуратно насыпают слой утеплителя необходимой величины — чем толще, тем лучше. Для большинства регионов достаточно подсыпать 15 – 20 см.
  4. Насыпают 5 см песка, трамбуют.
  5. Заливают цементно-песчаную стяжку (ЦПС) 5 – 10 см.

Если высота потолков в подвале не позволяет обустраивать такой «пирог», можно залить пол бетоном, используя в качестве наполнителя шлак. До заливки устраивают песчаную подушку, которую проливают водой и трамбуют.


Возможен вариант, когда утепляют не земляное основание, а насыпают утеплитель поверх плиты перекрытия на первом этаже. В этом случае получают тепло в комнатах и прохладный подвал.

Последовательность работ простая:

  1. Убирают мусор, грязь, пыль.
  2. Трещины и технологические отверстия заделывают цементным раствором.
  3. Плиту обрабатывают антисептиком для предотвращения возникновения плесени и грибка.
  4. Укрывают поверхность слоем пароизоляционной плёнки (мембраны), которая не допустит проникновения паров из подвала, но даст влаге испариться в подпольное помещение. В домах с сухими подвалами пароизоляция не нужна.
  5. Поверх слоя теплоизолятора выполняют ЦПС.
  6. После высыхания проводят отделку финишными материалами (ламинат, ДСП, линолеум).

Для утепления деревянных полов проводят демонтаж верхнего слоя. Между лагами укладывают гидроизоляцию, поверх которой засыпают шлак. По верхней поверхности лаг прибивают пароизоляцию и контробрешётку. Толщина реек 1 – 2 см. Между насыпкой и настилом образует прослойка воздуха, что предотвратит образование плесени и грибка.

Теплоизоляция потолка

Утепление потолка шлаком с чердака

Технологически работа по утеплению пола и потолка не отличаются.

Перед тем как утеплить шлаком потолок, нужно провести расчеты, чтобы не придать конструкциям излишнюю нагрузку. Для этого надо узнать несущую способность плит перекрытия и сравнить её с массой засыпки.

Шлак как утеплитель потолка имеет те же плюсы и минусы, как и при использовании в других строительных конструкциях.

Высота нежилого чердака позволяет насыпать слой любой необходимой толщины (с учётом характеристик плит). Утеплитель сохранит свойства на протяжении всего срока эксплуатации дома.

Чтобы шлак для утепления потолков сохранил свойства, на него не должны попадать осадки. Слуховое окно нельзя закрывать наглухо — это поможет влаге своевременно испариться.


Последовательность утепления:
  1. Плиты перекрытия покрывают слоем гидроизоляции.
  2. Засыпают нужное количество засыпки.
  3. Обустраивают бетонную стяжку толщиной 10 – 15 см, соблюдая уклон для слива воды во время осадков.
  4. Проводят гидроизоляцию рулонными материалами.

Чтобы покрытие прослужило долго, соблюдают инструкции производителей строительных материалов.

Утепление пустотелых стен

Утепление стен шлаком не требует специальных приготовлений. Между внешними и внутренними слоями кирпича по мере постройки стены засыпают любой шлак. Лучше выбирать пористый материал средней фракции. Такие характеристики сделаю дом теплее, между кусками засыпки не будет пустот.

Утепление домов методом засыпки не требует специальных навыков и приобретения дорогостоящего оборудования. В населённых пунктах, где материал является отходом местных производств, теплоизоляция им окажется самым дешёвым и простым вариантом.

Cтроительный шлак

Еще не так давно в районах, где расположены металлургические и сталелитейные заводы, терриконы доменных шлаков были неизменным элементом местных пейзажей. Отвалы отходов производства не только портили ландшафт, но и наносили серьезный вред экологии. Новый взгляд на шлаки изменили ситуацию, они из разряда бесполезных отходов металлургической промышленности перешли в сегмент востребованных строительных материалов.

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.

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.

Бетоны и фундаменты

Значительное удешевление высокопрочного бетона для изготовления многообразных конструкций можно получить, заменив щебень из природного камня на щебень из доменного шлака. Эффект экономии достигается в среднем на 20 – 30%. Для тяжелых бетонов плотность шлакового щебня должна составлять не менее 1000 кг/м3. При использовании одновременно традиционных и шлаковых вяжущих в альянсе со шлаковыми наполнителями получают продукцию практически всех классов по прочности на сжатие. Наравне с крупнозернистыми видами бетонных смесей производят мелкозернистые, где наполнителем служит гранулированный шлак. Вес такого шлака в 1 м3 составляет 600 – 800 кг.

Фундаментное основание из шлака имеет право на существование, однако строить его под жилой дом – не лучший вариант, крайне сложно определить его несущую способность, поскольку состав шлака и содержание в нем цементных частиц бывает разным. Чаще всего фундамент их шлака используется для возведения объектов хозяйственного назначения: гаражей, летних кухонь, сараев.

Для строительства фундаментной конструкции пригоден только отвальный тяжелый шлак – побочный продукт металлургических и сталелитейных производств. Отходы предприятий химической отрасли или ТЭЦ неприемлемы. По структуре специалисты рекомендуют выбирать рассыпчатый материал, фракции менее 5 мм. О наличии в нем цемента свидетельствует серый оттенок массы. В идеале содержание цемента должно составлять коло 30%, это способствует успешному процессу застывания и отвердения. При увлажнении материал отлично уплотняется, уменьшая пористость будущей конструкции. Насыпная плотность шлака составляет 1000 – 1300 кг/м3.

И еще один нюанс. Хорошую несущую способность конструкции обеспечит только свежий, дымящийся шлак, а не долго пролежавший в отвалах или мокрый.

Если на участке строительства расположены слабые грунты, то для их укрепления выполняют специальную подушку. Доменные шлаки – один из вариантов материала, используемых для этих целей. Правильно рассчитанная толщина слоя, тщательное его уплотнение и соблюдение всех правил укладки позволяет создать прочную и надежную подушку, не уступающую параметрам бетонной.

Сам процесс устройства ленточного фундамента из строительного шлака не отличается от общих правил, аналогичен процессу с применением традиционных материалов. Для упрочения конструкции основания обустраивают бетонный пояс, параметр толщины которого составляет 20 – 30 см.

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.

Для чего еще используют шлак

Вспучивание шлаков позволяет получить гравиеподобную пемзу. Такой материал нашел применение в приготовлении легких марок бетона, используется в основаниях дорожной одежды с обработкой вяжущими. Способом литья из шлаков получают различные виды искусственных каменных материалов: брусчатку, тротуарную плитку, бордюры. Но все же основным видом продукции остается доменный щебень и гранулированный шлак.

Область применения шлаков

Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Область применения шлаков Область применения шлаков
Металлургические и фосфорные шлаки являются хорошим сырьем для производства строительных материалов. Распространение шлаков, хотя и неравномерное, по территории страны делает их применение еще более эффективным, так как снижается дальность возки материалов к объектам строительства. В наибольшей степени используют шлаки черной металлургии, особенно доменные. Более 50% доменных шлаков перерабатывают в гранулированный.

За рубежом используют сталеплавильные шлаки. В дорожном строительстве щебень из них целесообразнее использовать в асфальтобетонных покрытиях. Щебень сталеплавильных шлаков и асфальтобетон на нем имеют высокое сопротивление износу и обладают необходимыми фрикционными свойствами, обеспечивая покрытию требуемый коэффициент сцепления. Сталеплавильные шлаки с большим содержанием фосфора перерабатывают на удобрения. Ежегодный выход этих шлаков около 15 млн. т в год. Однако шлаки цветной металлургии являются ценным сырьем для получения целого комплекса металлов, которые в них остаются после извлечения основного продукта, что ограничивает их применение в строительстве. Они имеют некоторые отличия от шлаков черной металлургии. В шлаках цветной металлургии практически отсутствует окись марганца, значительно меньше окиси кальция и окиси магния. В то же время они содержат до 50% закиси железа, поэтому имеют высокую истинную плотность (2,8— 4,9 г/см3). По сравнению со шлаками черной металлургии шлаки цветной металлургии более тепло- и электропроводны. В дорожном строительстве из 1 млн. т используют около 0,7 млн. т в основном для устройства щебеночных оснований и приготовления асфальтобетонных смесей на основе щебня и песка из шлаков медно-никеле-вого производства. Шлаки фосфорного производства — менее распространенный материал по сравнению с металлургическими шлаками. При ежегодном выходе более 1,5 млн. м3 перерабатывают на строительные материалы около 0,6 млн. м3. Из этого количества для строительства автомобильных дорог используют не более 0,26 млн. м3.

Щебень и песок применяют в асфальто- и цементобетоне, в основаниях и дополнительных слоях дорожных одежд, в насыпях. Щебень получают дроблением и грохочением шлака, разработанного в отвалах по аналогии с переработкой естественных горных пород или путем медленного охлаждения слитого слоями жидкого шлака (лигой щебень). Средняя плотность литого щебня выше, чем щебня из отвалов. Выпускают щебень фракций 5 — 120 мм.

Гранулированный шлак находит широкое применение как сырье для производства гидравлических вяжущих, песок для бетонов и асфальтобетонов, в качестве теплоизоляционного материала. Гранулированные шлаки из активных доменных шлаков могут быть использованы как самостоятельное вяжущее при устройстве оснований и покрытий из грунтов и каменных материалов, обработанных вяжущими. Гранулированный шлак получают быстрым охлаждением жидких шлаков. Влажность его может достигать 10%, насыпная плотность зависит от химического состава и способа производства. В большинстве случаев она меньше 1200 кг/м3.

Только в бетонах применение шлакового щебня и песка несколько ограничено. Особенно это касается дорожных бетонов.

Однако опыт показывает, что на шлаках можно получать бетоны с пределом прочности при изгибе 5,2—6,4 МПа и с пределом прочности при сжатии 30—45 МПа. Для приготовления бетонов использовали шлаки медеплавильного производства с содержанием 13—39% закиси железа, 31—49% окиси кремния, 8—16% окиси кальция и 10—11% окиси алюминия. Щебень, предназначенный для применения в бетоне, имел среднюю плотность 2,90 г/см3, пористость около 3—8%, водопоглощение до 1% и износ в полочном барабане около 30%. Для приготовления цементобетона использовали шлаковый щебень с размером зерен 20—40 и 5—20 мм. Расход цемента марки 500 составлял 300— 330 кг. Водоцементное отношение 0,38—0,5.

Влияние гранулированного шлака на свойства бетона проверяли на смесях, содержание гранулированного шлака в которых менялось от 0 до 100% через каждые 20%. Для сравнения были приготовлены образцы на гранитном щебне. Результаты исследования показали, что предел прочности бетона при сжатии с повышением содержания гранулированного шлака от 0 до 20% возрастает на 21—29% и при дальнейшем его увеличении практически не изменяется. Прочность бетона на кварцевом песке и щебне из шлаков составляет 70% прочности бетона того же состава на гранитном щебне. Различие в прочности можно объяснить большим содержанием стекла в шлаке и незначительной шероховатостью поверхности щебня из него. Предел прочности при сжатии составлял 39,6—28 МПа.

Предел прочности при растяжении (изгибе) практически не зависит от состава бетона и равен 6,3—5,1 МПа. Максимальное значение относится к бетону на гранитном щебне и гранулированном песке, минимальное — к бетону на щебне из шлака и 40% гранулированного шлака. Для практического использования рекомендованы бетоны с 20—60% гранулированного шлака от общего количества песка.

После испытания на морозостойкость (100 циклов) прочность относительно возраста 28 сут снизилась только у смесей с содержанием гранулированного шлака 100 и 80%.

Таким образом, опыт применения отвальных шлаков медеплавильного производства в бетоне показывает возможность его применения.

Бетоны на литом никелевом шлаке имеют более высокие механические свойства, чем бетоны на гранито-гнейсе независимо от пластичности смеси и расхода цемента, который изменялся от 200 до 400 кг на 1 м3 бетона.

Предел прочности при сжатии в соответствии с расходом цемента изменялся для бетона в возрасте 28 сут (смесь с удобоуклады-ваемостью 60 с от 24,2 до 42,7 МПа). Никелевые гранулированные шлаки, как и гранулированные медеплавильного производства, являются полноценным компонентом бетонов. Бетоны на гранулированном шлаке обладают достаточной удобоукладываемо-стью. Иногда бетоны на гранулированных шлаках имеют более высокую прочность, чем бетоны с применением местного строительного песка. Вместе с тем отмечается, что часто бетоны на гранулированных шлаках вследствие их большой крупности и угловатости зерен обладают худшими пластическими свойствами, чем на речном песке. При этом и прочность на 15—25% ниже, что приводит к необходимости применять гранулированный шлак совместно с речным песком в соотношении 1:1.

Отходы цинкового производства для бетона непригодны, так как образцы в возрасте 28 сут легко разрушались руками. Объясняется это весьма медленным схватыванием цемента, на которое оказывает влияние присутствие цинка, точнее углекислого цинка, который значительно удлиняет сроки схватывания гидравлических вяжущих. При содержании углекислого цинка около 0,3% от массы цемента наблюдается ощутимое замедление твердения бетона. Все исследованные отходы цинкового производства обладают высокой реакционной способностью.

Пемзу получают вспучиванием шлаков при быстром последующем охлаждении. Насыпная плотность пемзы менее 1000 кг/м2. Пемза может быть в виде щебня или гравия. Гравиеподобная пемза в бетонах более экономична, чем дробленая. В дорожном строительстве пемза может быть использована в основаниях дорожных одежд при ее обработке вяжущими. Такие слои выполняют роль теплоизоляционных. Используют пемзу и для приготовления легких бетонов.

Литье — брусчатка, плиты для полов и тротуаров, бордюрные камни, трубы получают из шлакового расплава по специальной технологии. Прочность литья очень высокая: предел прочности при сжатии 200—400 МПа, предел прочности при изгибе 40—50 МПа. Для сравнения следует указать прочность при изгибе бетона для автомобильных дорог, которая не превышает 5 МПа. Из шлаков получают литые тюбинги для крепления горных выработок. Работоспособность их выше бетонных тюбингов, особенно в среде с агрессивными водами. Трубы из шлакового литья используют для транспортирования абразивных сыпучих материалов.

Литье из металлургических шлаков является разновидностью каменного материала. Изделия из каменного и шлакового литья находят широкое применение в химической, угольной, горнорудной, металлургической, энергетической и других отраслях промышленности, а также в строительстве, на транспорте и в сельском хозяйстве. Литые изделия эффективно заменяют металл при работе в абразивных и агрессивных условиях, бетон и железобетон — в промышленном, гидротехническом, дорожном строительстве.

При выборе сырья для получения литых изделий с заданными свойствами необходимо учитывать не только вещественный состав сырья, но и условия кристаллизации. Сырье должно иметь невысокую температуру плавления, давать хорошо заполняющий формы расплав, пределы колебаний окислов не должны превышать 3% п0 массе. Для получения литых изделий пригодны шлаки с пониженным содержанием окиси кальция и серы. Окиси кальция должно быть менее 20%. В большинстве случаев ее количество ограничивают 10—12%.

Литые изделия из никелевых шлаков имеют предел прочности Прй изгибе 74 МПа, водопоглощение 0,13%.

Из медеплавильных шлаков были получены изделия с пределом прочности при сжатии более 100 МПа, пределом прочности при растяжении 5—10 МПа.

В ПНР из медеплавильных шлаков налажено производство брусчатки, щебня и других изделий. Брусчатка имеет предел прочности при сжатии около 150 МПа и используется для строительства дорог, улиц, промышленных площадок. Покрытия дорог из такой же брусчатки в ГДР, ФРГ и Голландии после многолетней эксплуатации находятся в хорошем состоянии.

Шлаки свинцово-цинкового производства являются также хорошим сырьем для производства литых изделий. При добавлении к шлакам, содержащим 45% кремнезема, 10% окиси алюминия, 9% окиси магния, 16% окиси кальция, 20% кварцевого песка получен шлакоситалл с прочностью при сжатии 490— 510 МПа и прочностью на изгиб 150 МПа. Сочетание высокой прочности, износостойкости и химической стойкости во всех агрессивных средах позволяет использовать эти материалы в различных отраслях народного хозяйства. Литые изделия из шлаков свинцового производства обладают следующими механическими свойствами: предел прочности при сжатии 170—230 МПа, микротвердость 6000—7000 МПа.

Минеральный порошок для приготовления асфальтобетонных смесей готовят по технологии, разработанной применительно к производству порошка из естественных горных пород. При этом следует обращать внимание на необходимость отделения металла.

Основным видом продукции является гранулированный шлак и щебень. Шлаковое вяжущее для производства бетонов, обработки каменных материалов и грунтов готовят из гранулированных и отвальных шлаков. Практически все шлаки пригодны для производства вяжущих веществ. Однако для получения максимального эффекта необходимо подбирать оптимальный состав вяжущего и оптимальные условия его твердения. Это можно сделать с помощью классификации шлаков как сырья для получения вяжущих. В классификации шлаки расположены по убыванию их активности: от шлаков, требующих малых добавок активизаторов твердения и невысоких температур (20—100 °С), к малоактивным, требующим повышенных дозировок активизаторов твердения и обработки при высоких давлении и температуре (150—200 °С).

Очень часто в качестве активизаторов выступает цемент, известь. Для ускорения схватывания добавляют гипс. Наиболее широко используют для приготовления гидравлических вяжущих шлаки черной металлургии. Шлаки цветной металлургии можно использовать для приготовления вяжущего автоклавкого твердения. Молотый шлак 70—80%, известь или цементный клинкер 15—25%, гипс 5% дают вяжущее, на основе которого получают бетон марок 100—400. Из шлаков можно получить известково-шлаковый цемент активностью до 15,0 МПа.

Похожие статьи:
Контроль качества облегченных покрытий

Навигация:
Главная → Все категории → Дорожные одежды

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

что это такое в металлургии? Состав металлического шлака и плотность, особенности производства, применение для дороги и другое

Металлургический шлак находит свое применение в качестве подсыпки для дороги и в других сферах деятельности. Его состав и плотность, особенности производства представляют определенный интерес для промышленности. О том, что это такое в металлургии, как используется, стоит поговорить более подробно.

Что это такое?

Существует множество побочных продуктов, остающихся от выплавки черного и цветного металлов. Основным отходом производства является шлак. Он представляет собой продукт распада руды, может иметь разнородный состав, различные свойства и характеристики. Металлургический шлак получают наравне с золой, остающейся после выплавки стали, чугуна. Он остается на производстве после переработки, требует последующей утилизации или повторного использования в качестве самостоятельного материала.

Металлические шлаки — продукты высокотемпературной обработки. Это отходы силикатного типа, имеющие многокомпонентную структуру. Долгое время шлаки просто утилизировались, не представляя особого интереса. Все изменилось во второй половине XX века. Именно с этого момента отходы металлургии стали активно применять в строительстве, сельскохозяйственной отрасли, при прокладке дорожных сетей.

Состав и свойства

Состав металлургического шлака неоднороден. Фактически он представляет собой химический сплав окислов, занимающих от 90 до 95% объема. Оставшаяся доля приходится на сульфиды, сульфаты, галоидные соединения. В зависимости от содержания окислов шлаки делятся на основные (с показателем до 1%), моносиликаты (1%), бисиликаты (2%), кислые (до 3%).

Перечислим остальные характеристики.

  1. Удельный вес куба. Он составляет 0,7-1,9 т для продукта в россыпи, а для кускового – 0,7-2,9 т.
  2. Класс опасности. Для всех металлургических шлаков устанавливается IV степень. Это означает, что отход металлургии вреден для окружающей среды, требует правильной утилизации и переработки.
  3. Плотность. Ее показатели варьируются от 750 до 1100 кг/м3.
  4. Выход на 1 т металла. Для черных металлов он составляет от 100 до 700 кг. Современное производство предусматривает использование разных процессов выплавки металла. В доменной печи средний показатель равен 80 кг/т, в мартеновской – около 30 кг/т, при конвертерной технологии – не превышает 18 кг/т. Цветная металлургия выдает до 200 т шлака на 1 т металла.

Все эти показатели учитываются при дальнейшем использовании отходов металлургической промышленности.

Особенности производства

По способу производства шлаки в металлургии подразделяют на несколько групп. В условиях завода переработка отходов происходит одновременно с другими процессами. Например, отделение конвертерного шлака при выплавке стали осуществляется в процессе продувки расплавленного черного металла. Все посторонние включения при этом окисляются, а затем удаляются.

При выплавке черных металлов используется преимущественно метод с использованием вагранок. Это печи шахтного типа, первоначально используемые в производстве чугуна. У метода высокий КПД, в отличие от доменной обработки он не меняет химический состав сплава. Шлак спускается через специальную летку.

Для плавления цветных металлов используют другие типы печей. Получаемый при этом шлак, покрытый пленкой, перерабатывают особым способом.

Добиться максимально полного извлечения ценных веществ из материала помогает их обеднение с помощью хлорирования, центрифугирования или электрического воздействия.

Несмотря на совершенствование технологий, основным способом получения шлаков в черной металлургии является процесс плавления металла в доменной или мартеновской печи. В этом случае сбор отходов осуществляется благодаря более низкой удельной плотности. Шлак всплывает над поверхностью чугуна, удаляется через специальную летку. При мартеновском способе плавления отходы также скапливаются над стальной жидкой массой, их сбор не составляет труда.

Виды

Основная классификация металлургического шлака осуществляется исходя из способов его производства и состава. Именно они определяют, каким будет дальнейшее применение материала. Базовое деление разграничивает отходы черной и цветной металлургии. Вторая группа не слишком многочисленна, содержит значительное количество оксидов железа с примесями кальция и магния, также в составе присутствуют более ценные примеси.

Удельный вес таких отходов значительно выше, им требуется дополнительное обеднение.

Группы шлаков, получаемые при производстве черных металлов, более разнообразны. Они делятся на 4 вида.

  1. Ферросплавные. Образуются в процессе изготовления соответствующих сплавов. Помимо железа, в таких шлаках встречаются кремний, марганец, хром, другие типы примесей.
  2. Ваграночные. Получаются при выплавке чугуна в вагранках — особых печах. Состоят из образовавшегося флюса, кокса, пригара, золы и продуктов окисления металлов. Доля оксидов в них достигает 90%. Полученный продукт имеет кислотность выше 3%, выделяет минералы, алюмокремниевые стекловидные частицы.
  3. Сталеплавильные. Их получают при открытой выплавке стали вне зависимости от типа агрегата. Это оксиды с низкой плотностью, не содержащие летучих соединений, часто имеющие значительную долю загрязнений. Для шлаков этого типа характерно высокое содержание продуктов окисления железа и марганца.
  4. Доменные. Самый распространенный тип, имеет силикатную или алюмосиликатную структуру. В зависимости от химического состава при остывании шлак приобретает каменистую структуру, из которой в дальнейшем получают щебень или другой строительный материал, но может и рассыпаться в порошок. Для определения последующего назначения материала используют специальную систему контроля качества.

По своему составу шлаки черной металлургии после остывания делятся на распадающиеся и нераспадающиеся породы. Вторая группа приобретает вид каменистых образований. Распадающиеся варианты принято делить на категории согласно их минеральному составу.

Чаще всего встречаются следующие варианты:

  • силикатные – при утилизации они распадаются на мелкодисперсные порошкообразные частицы;
  • известковые – дробящиеся в крошку разного размера;
  • марганцевые – растворяющиеся во влажной среде;
  • железистые – подверженные растрескиванию под воздействием влаги.

Шлаки, не распадающиеся под влиянием внешней среды, применяются в качестве основы для производства щебня и других видов строительного камня. В зависимости от способа обработки их охлаждают и дробят полусухим методом в специальных барабанах либо подвергают «мокрому» воздействию сильной струи воды.

В этом случае материал сразу измельчается в процессе выхода из доменной печи, а затем лишь обдувается для просушивания и окончательного остывания.

Сфера применения

Гранулированные шлаки — отходы доменной выплавки черных металлов — являются самыми доступными для последующей переработки. Их роль в сфере строительства сложно переоценить. Материал является источником получения щебня — более дешевого, чем природный камень. Готовый продукт применяют:

  • для строительства дороги — в качестве подсыпки;
  • в производстве ЖБИ;
  • в сельском хозяйстве, в качестве дренажа для почвы;
  • в изготовлении бетонов, в качестве заполнителя.

Шлаки, получаемые при производстве ферросплавов и при сталелитейном производстве, в виде порошкообразных примесей добавляют в цемент. Такой состав приобретает повышенную химическую стойкость. В сочетании с портландцементным клинкером удается дополнительно улучшить физические свойства материала. Смешанные с жидким стеклом или содой гранулированные шлаки применяют при изготовлении бетонных смесей, способных твердеть при пониженных температурах.

При литьевой обработке шлака можно получить готовые изделия: тротуарную плитку и бордюрный камень, интерьерные напольные покрытия. Также этот метод позволяет создавать трубы и фитинги к ним, фасадную отделку. Затраты на производство существенно снижаются, а по своим характеристикам готовый материал не уступает традиционным аналогам из металла или железобетона. Литье производится путем формовки расплавленного шлака.

Из вязкого доменного, сталеплавильного, ваграночного сырья можно получить минеральную вату. Для этого нагретый до жидкого состояния состав отправляется в вытяжные машины для формирования волокон.

Полученные таким способом плиты могут быть очень жесткими или довольно мягкими, имеют упругую, плотную структуру. За счет синтетических полимеров и битумных связующих они сохраняют свои свойства длительное время.

Доменный шлак: состав применение

Доменный шлак частично используют как сырье для изготовления обыкновенного цементного клинкера, шлакового кирпича, шлакобетона и других материалов

Производство цемента из доменных шлаков основано на том, что по своему химическому составу эти шлаки, в особенности основные (богатые окисью кальция), близки к составу обыкновенного портландцемента. Например, химический состав доменного шлака одного из наших металлургических заводов: СаО—50%, MgO—1,5%; SiO2—32%, Аl2О3—13% и т. д.

Химический состав доменного шлака

Он отличается от состава обыкновенного цемента меньшим содержанием СаО и большим содержанием SiO2, A12O3 и других окислов.
Эти окислы образуют в шлаке химические соединения: двухкальциевый силикат 2СаО • SiO2 (обладает вяжущими свойствами), геленит 2СаО • SiO2 • А12О3 — инертное вещество и др.
В результате резкого охлаждения (грануляции) жидкого доменного шлака получается гранулированный шлак, который, кроме указанных соединений, входящих в состав кристаллической фазы, содержит алюмосиликатное стекло, обладающее химической активностью.

Барабанная установка для полусухой грануляции шлака: 1— шлаковозный ковш; 2 — приемная ванна; 3 — желоб; 4— вращающийся барабан; 5 — гранулированный шлак

Свойства гранулированного шлака

Гранулированный шлак обладает гидравлическими вяжущими свойствами. Они проявляются при действии на тонко измельченный шлак возбудителей твердения щелочных (известь, цементный клинкер) или сульфатных (сернокислый кальций и др.). Эти свойства шлака используются для производства шлаковых цементов посредством совместного размола гранулированного шлака с возбудителями твердения. Таким образом получают известково-шлаковый, сульфатно-шлаковый цементы и шлакопорт-ландцемент. Кроме того, доменный шлак частично используют как сырье для изготовления обыкновенного цементного клинкера, шлакового кирпича, шлакобетона и других материалов.

Производство шлаковых цементов выгодно, так как оно основано на использовании очень дешевого сырья — отходов доменного производства — шлаков, получающихся в громадных количестав на металлгических заводах. Выход доменного шлака составляет в среднем 60% от веса выплавленного чугуна. Кроме того имеются огромные запасы старых отвальных шлаков, пользуемых для изготовления бетона в дорожном строительстве и др.

Получение доменных шлаков

Доменные шлаки получаются при выплавке чугуна в резултате сплавления глинистых и других примесей, входящих в состав руды и топлива, с известью, получаемой при обжиге известняка, вводимого в доменную печь.
В зависимости от состава шихты, применяемой при производстве чугуна, получают основной или кислый шлак.
Основным считается шлак, состав которого в процентах характеризуется модулем основности Мо, превышающим 1:
Мо= CaO+MgO  разделить на  SiO + Al2O3 > 1

У кислого шлака Мо<1.
Основные шлаки получаются, например, при выплавке чугуна на донецком коксе, содержащем значительное количество серы.
При плавке на малосернистом, но более зольном кузнецком коксе получают кислые шлаки.

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.

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. Мартеновский процесс 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 увеличения 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 жидкая 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, получаемые 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 в себя 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 обрабатываются 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 работать с различными материалами, такими как стальной шлак, ковшевый 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 быть осведомлен об общих совокупных требованиях 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 в качестве строительного заполнителя стальной шлак необходимо измельчить и просеять, чтобы он соответствовал установленным требованиям по градации для конкретного применения.От переработчика шлака также может потребоваться соответствие критериям содержания влаги (например, ограничение количества влаги в агрегате стального шлака 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 очень 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
Вес агрегата, 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 типичной кислородно-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 развитие 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 вызывать коррозию алюминиевых или оцинкованных стальных труб, находящихся в прямом контакте с шлак.

Туфоподобные выделения, 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 обладает подходящими механическими свойствами 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
Истирание в Лос-Анджелесе (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

Из-за своей высокой теплоемкости агрегаты стального шлака сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные агрегаты. Характеристики удержания тепла стальных шлаковых агрегатов могут быть полезными при ремонтных работах с горячей смесью асфальта 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 отработанных материалов 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

.

Шлак - для чего он нужен?

Но некоторые недавние исследования, проведенные здесь, в Геологической службе США, могут изменить плохой имидж компании Slag в обществе. Оказывается, хотя шлак больше всего известен как то, что остается после удаления металлов, сам шлак может хорошо удалять некоторые негативные химические вещества из окружающей среды.

Куча сталеплавильного шлака на сталеплавильном предприятии ArcelorMittal Indiana Harbour, Индиана. Фотография Надин Пятак, Геологическая служба США.
(общественное достояние)

Экологические антациды

Иногда горные работы в твердых породах могут давать в окружающую среду немного избыточной кислоты в виде кислотного дренажа шахты.Кислотный дренаж шахты может произойти, когда воздух и вода смешиваются с различными минералами, такими как сульфид железа (также известный как пирит или золото дурака), образуя серную кислоту. Затем кислота растворяет другие металлы и может загрязнять питьевую воду, нарушать рост и размножение водных растений и животных и даже разъедать части инфраструктуры, такие как мосты.

Но, как показывают наши недавние исследования, высокое содержание кальция в шлаке может фактически нейтрализовать кислоту из дренажа кислых шахт, так же как антацид, который вы принимаете при расстройстве желудка после обильной еды.Более того, он может даже уменьшить количество кислот, накопленных в почве.

Мы специально изучили шлак черных металлов, оставшийся от выплавки чугуна и стали, в районе Чикаго-Гэри в Иллинойсе и Индиане. В настоящее время черный шлак используется недостаточно. Хотя в строительной отрасли в качестве заполнителя используется некоторое количество шлака, большая часть его просто выбрасывается. Однако шлак можно использовать для обработки кислых почв или кислых шахтных стоков. Это позволит как компенсировать затраты на восстановление заброшенных участков рудников, так и уменьшить нынешний объем отходов производителей стали.

Оранжевый, богатый железом осадок (охра), образовавшийся на выходе из тоннеля рудника Свинцовая королева, после муссонного шторма в конце сентября 2014 года. Фото Глена Э. "Гуч" Гудвина, фотографа - использовано с разрешения.
(Copyright Glen E. "Gooch" Goodwin, используется с разрешения)

Слишком много хорошего

Еще одна проблема, которую можно решить с помощью шлака в районе Чикаго-Гэри, - это слишком много фосфата в воде. Фосфат является важным питательным веществом для растений и ключевым ингредиентом большинства удобрений.Однако иногда используется слишком много удобрений, и избыток фосфата попадает в местный ручей или озеро. Это проблема, потому что он по-прежнему является питательным веществом и может привести к вредоносному цветению водорослей или даже, по иронии судьбы, к мертвой зоне в воде.

Так чем же может помочь шлак? Те же свойства, которые помогают нейтрализовать кислотный шлак (высокое содержание кальция), могут помочь шлаку поглотить избыток фосфата из воды. Поскольку избыток фосфатов в воде представляет собой серьезную проблему в районе Чикаго-Гэри, эта выгода от шлака может быть еще одним применением материала и может снизить потребность в добыче новых природных материалов для обработки воды.

Начни с науки

Геологическая служба США по исследованию полезных ископаемых помогает политикам и менеджерам ресурсов понять не только размер и местонахождение наших минеральных ресурсов, но и способы их устойчивого развития и альтернативных способов их использования. Узнайте больше об этом проекте здесь.

.

Является ли шлак - это будущее экологически чистых покрытий?

Индустрия асфальта в США выросла и улучшилась благодаря дальновидности агентств, дорожных строителей / подрядчиков, научных исследователей, поставщиков материалов и консультантов в нашем бизнесе дорожного строительства.

В последнее десятилетие наблюдается более широкое и успешное использование регенерированного асфальтового покрытия (RAP), теплого асфальта (WMA), регенерированной битумной черепицы (RAS) и черных металлов; железо-стальной шлак (шлак). Сотрудничество и тщательное планирование устойчивого развития стали ключом к нашему успеху.

По данным Национальной ассоциации асфальтобетонных покрытий (NAPA), «экономия средств стала причиной некоторых из этих изменений конструкции смеси, но принятие устойчивых методов в асфальтовой промышленности также является предметом гордости».

Обеспечение отличных характеристик асфальтового покрытия при увеличении количества вторичного сырья (экологичность) и поддержании безопасности является успешной мерой этих Зеленых инициатив.

Первое использование шлака

В качестве первичного продукта первоначальное использование шлака чугуна и стали соответствует требованиям Зеленых инициатив, исключающих использование дополнительных минеральных ресурсов в строительстве.

Шлак - это экологически чистый продукт, который можно повторно использовать и повторно использовать в различных строительных проектах. Использование печного шлака чугуна и стали помогает сохранить наши природные ресурсы и снизить выбросы парниковых газов. На основании многочисленных экологических испытаний, исследований и обзоров, проведенных государственными органами, предприятиями черной металлургии и переработчиками шлака, мы знаем, что чугунный и стальной шлак является безопасным и ценным ресурсом. Мы поощряем его дальнейшее использование в качестве жизнеспособного, экологически чистого продукта для создания и обслуживания инфраструктуры США.

Сегодня в Соединенных Штатах ежегодно используется примерно 8 миллионов тонн стального шлака. Основное применение стального шлака в Соединенных Штатах - это сыпучая основа или заполнитель в строительстве. Происхождение, текущие варианты управления, источники рынка, использование автомобильных дорог, требования к обработке и свойства материалов описаны в публикации Федерального управления автомобильных дорог (FHWA-RD-97-148).

Кроме того, шлак сталеплавильных печей использовался в качестве сырьевого ингредиента при производстве портландцемента, наполнителя и улучшения почвы, и это лишь некоторые области применения.Основное применение - асфальтовый заполнитель высшего качества. Благодаря размеру черной металлургии в Соединенных Штатах в шлаковой промышленности работают тысячи человек.

Второе и последующее использование шлака

RAP любого вида (известняк, доломит, щебень, гравий и шлак) получают в результате дробления и грохочения выкопанных или холодно измельченных асфальтовых покрытий. Этот переработанный RAP содержит высококачественные заполнители с хорошей сортировкой, покрытые асфальтом. Несколько лет назад штат Иллинойс (Департамент транспорта штата Иллинойс) и Центр транспорта штата Иллинойс (ICT) при Университете штата Иллинойс исследовали широкие характеристики RAP, используемого в качестве основных материалов.

Их выводы привели к принятию использования стального шлакового RAP в качестве заполнителя основного слоя дорожного покрытия и допустимому использованию стального шлакового RAP во всех асфальтовых смесях; поверхностный, промежуточный и / или базовый. (Их результаты были опубликованы в августе 2009 года в виде отчета об исследовании ICT 09-055).

Получите материалы

Когда агентства привлекают подрядчиков для строительства проектов горячего асфальта (HMA), довольно часто они строятся как проекты с оплатой в пределах лимита (PWL). С этим изменением графиков платежей совокупный поставщик стал еще более активно участвовать в процессах торгов и строительства.

Постоянство совокупных материалов - залог успеха. Поставщикам материалов не будут платить за несовместимый продукт, потому что, как утверждает FHWA для Программы обеспечения качества, «уверенность в том, что продукт или объект будут удовлетворительно работать в сервисе», является основой оплаты. Материал, признанный несоответствующим, не будет разрешен для использования на проезжей части, агентство не будет платить подрядчику, а подрядчик не будет платить совокупному производителю.

Перед тем, как заполнитель будет рассмотрен для использования в агентском проекте, будь то основа заполнителя, HMA или портландцементный бетон (PCC), качество добытых материалов должно пройти тщательную оценку агентством для определения различных качественных показателей. в том числе:

  • Безопасность - испытания на трение
  • Угловатость - испытание на излом
  • Твердость - истирание LA
  • Долговечность - Прочность
  • Поглощение - Удельный вес.

Шлак снова и снова соответствует всем этим критериям качества и превосходит их.

Мы работаем в развивающейся отрасли, которая осознает необходимость постоянного улучшения качества. Вот почему производители шлака ежегодно встречаются с клиентами, чтобы совместно определить, в чем они нуждаются, и гарантировать, что производительность и репутация не будут поставлены под угрозу. Производители шлаков просят своих клиентов стать их партнером каждый новый строительный сезон.

Устойчивое развитие и будущее

По мере того, как мы продолжаем совершенствовать наши процессы проектирования, производства и строительства для HMA, открываются новые возможности.Многократное использование материалов - это оживленная отрасль, которая выросла с момента первого проекта по переработке HMA в 1970-х годах. Политика FHWA в отношении повторного использования материалов гласит: «… вторичные материалы должны быть в первую очередь рассмотрены при выборе материалов… и… Ограничения, запрещающие использование вторичных материалов без технической основы, должны быть удалены из спецификаций».

Сегодня возобновляются усилия по развитию программы переработки асфальта в США, поскольку это экономически практичный, экологически безопасный и специально разработанный продукт.Агентства стремятся успешно увеличить использование RAP, WMA, RAS и переработанного шлака посредством надлежащего технического и производственного контроля. Как одобрено FHWA; объемные, агрегатные и асфальтовые характеристики должны соответствовать или превосходить текущие технические требования.

Как правило, для того, чтобы агентство рассматривало переработанный материал для использования, он должен демонстрировать желаемые технические характеристики, последовательно удовлетворяя требованиям спецификации, обеспечивая приемлемый уровень производительности, экономически конкурентоспособный по сравнению с доступными материалами и согласованный, во многом как заполнитель из карьера и асфальт с нефтеперерабатывающего завода.Последовательность достигается за счет знания методов дробления и сортировки, создания складских запасов и отгрузки. Большинство опытных подрядчиков понимают, что установка максимального размера ½ дюйма помогает в достижении этих целей. Эти технические требования и советы по выбору размеров будут определять дальнейшую разработку и усовершенствование спецификаций переработки по всей стране, что приведет к расширению использования.

Доберитесь до пункта назначения

Как сказал бы Деминг: «Качество - это не столько результат, сколько бесконечный процесс постоянного улучшения качества того, что вы производите.”

Процесс контроля качества и увеличения использования переработанных материалов в наших продуктах является частью пути к улучшению качества тротуаров для агентств и наших попутчиков. Шлаковые агрегаты успешно используются на дорогах и аэродромах, в том числе на межштатных автомагистралях, перекрестках с тяжелыми условиями эксплуатации и интермодальных объектах. Шлак прокладывает путь в будущее, наполненное качественным покрытием, экологической ответственностью и подотчетностью нашей отрасли.

.

Десять основных видов использования стального шлака для домовладельцев и профессионалов строительства

За прошедшие годы мы обнаружили множество областей применения нашего стального шлака. Наши клиенты используют его для подъездных путей, ландшафтных садов, парковок, промышленных складов, засыпки траншей, дорог с засыпкой и заделкой, дорожных оснований, асфальта, каменной наброски, водопропускных труб и укрытий от торнадо.

Подъездные пути

Стальной шлак обычно используется для покрытия проезжей части, засыпки выбоин, ремонта проселочных дорог, подъездов к жилым домам или дворов.

Отзыв клиента «У меня была постоянная проблема с выбоинами и низкими пятнами на проселочных дорогах моей фермы. Было слишком дорого покупать гравий для их ремонта. Поэтому я использовал шлак, чтобы засыпать их и выровнять дороги - это сработало отлично - если бы я знал, что могу сэкономить столько денег, я бы использовал шлаковые агрегаты много лет назад ». Ephraim B, Lancaster PA

Благоустройство приусадебных участков

Стальной шлак хорош не только для проездов, он также используется домовладельцами в качестве камня для озеленения задних дворов вокруг бассейна или патио.

Автостоянки

Твердый и прочный стальной шлак является прекрасным заполнителем для покрытия парковок, обеспечивая длительный результат.

Чиповое уплотнение дорог

При использовании для строительства дорог с уплотнением стружки стальной шлак хорошо связывается и твердо закрепляется на поверхности, продлевая срок службы дороги. Этот пример представляет собой сельскую грунтовую дорогу в округе Аштабула, штат Огайо.

.

Что такое шлаковый цемент? (с иллюстрациями)

Шлаковый цемент, часто называемый измельченным гранулированным доменным шлаком (GGBFS), является одним из наиболее устойчивых вяжущих материалов, используемых в бетоне. На самом деле это побочный продукт производства железа. При обработке чугуна в доменной печи шлак и железо собираются на дне печи. Расплавленный шлак необходимо сначала отделить от расплавленного чугуна. Затем расплавленный шлак направляют в гранулятор, где он быстро заливается водой, пока не превратится в сырье, называемое гранулами.Затем гранулы быстро охлаждаются, что предотвращает образование кристаллов и вместо этого создает стеклообразный неметаллический продукт. Затем эти гранулы сушат и измельчают до измельчения, подходящего для использования в качестве цемента.

Шлаковый цемент впервые был коммерчески использован в Германии в 1860-х годах.

Этот тип цемента все чаще используется в качестве ингредиента при производстве смешанного портландцемента. Использование шлакового цемента для замены части портландцемента в бетонной смеси - эффективный способ сделать бетон более прочным. Среди измеримых улучшений - более высокая обрабатываемость, более высокая обрабатываемость, более низкая проницаемость, повышенная устойчивость к агрессивным химическим веществам, более стабильные пластичные и закаленные свойства, а также более высокая прочность на сжатие и изгиб.

Использование шлакового цемента для замены части портландцемента в бетонной смеси - эффективный способ сделать бетон более прочным.

С экологической точки зрения использование шлакового цемента в бетоне позволяет сделать бетон более «зеленым».«Он не только может считаться переработанным материалом, но также может значительно снизить потребление энергии и выбросы парниковых газов при производстве бетонного сырья.

Цементный порошок обычно состоит из извести и глины и является ключевым ингредиентом бетона.

Шлаковый цемент фактически использовался в бетонных проектах в Соединенных Штатах более века. Самое раннее его использование было задокументировано в 1774 году, когда его смешали с гашеной известью и использовали в качестве раствора. Этот цемент впервые был коммерчески использован в Германии в 1860-х годах и имел такой успех, что в 1889 году инженеры решили построить подземное метро в Париже с использованием шлако-известкового цемента.Шлаковый цемент, смешанный с портландцементом, впервые появился в Германии в 1892 году, а четыре года спустя был представлен рабочим в Соединенных Штатах. К 1950-м годам успехи, достигнутые как в процессах удаления шлака, так и в процессах гранулирования, привели к тому, что его стали использовать как совершенно отдельный продукт, добавляемый в бетономешалку.

Шлаковый цемент первоначально использовался в качестве раствора при кладке.

В Соединенных Штатах первый завод по производству шлакового цемента был построен в 1982 году на печи Bethlehem Steel компанией Atlantic Cement в Спарроуз-Пойнт, штат Мэриленд. С тех пор в США было построено более десятка предприятий по гранулированию и измельчению шлака. Десять американских компаний производят и распространяют этот цемент, и в настоящее время существует более 80 терминалов, которые предоставляют точки для распространения этого материала. Гранулы как отечественного, так и импортного производства в настоящее время используются на мельницах для удовлетворения растущего спроса.

За последние несколько лет в США особенно выросло использование шлакового цемента. Одной из причин его растущей популярности является прогресс в производстве, произошедший за последнее десятилетие. Кроме того, за последние годы значительно увеличилась мощность терминалов.Этот цемент больше не считается специализированным продуктом, а является широко используемым материалом.

Шлаковый цемент придает традиционному бетону большую удобоукладываемость, а также повышенную долговечность. .

Характеристики и использование стального шлака в строительстве

перейти к содержанию
  • О Эльзевире
    • О нас
    • Elsevier Connect
    • Карьера
  • Продукты и решения
    • Решения НИОКР
    • Клинические решения
    • Исследовательские платформы
    • Исследовательский интеллект
    • Образование
    • Все решения
  • Сервисы
    • Авторы
    • Редакторы
    • Рецензенты
    • Библиотекарей
  • Магазин и Откройте для себя
    • Книги и журналы
    • Автор Интернет-магазин (Открывается в новом окне)
  • Поиск
.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение