Шлакощелочной бетон своими руками пропорции
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
Для изготовления шлакобетона в качестве заполнителя используют топливный шлак, а при наличии металлургического производства — металлургический шлак. Шлак при большой (по сравнению со щебнем) легкости имеет достаточно неплохие показатели по прочности. Он по своей себестоимости примерно в два раза дешевле глиняного кирпича, а по теплопроводности значительно его превосходит. Если при производстве работ не нарушается технология, конструкции из шлакобетона могут служить достаточно долго – не менее 50 лет.
Чаще всего для изготовления бетона применяются шлаки, получившиеся в результате горения угля, т.к. они более часто встречаются в хозяйстве, чем металлургические, но по прочностным характеристикам они значительно слабее. Самые лучшие шлаки среди топливных — это те, которые получаются от сжигания антрацитов. Они наиболее прочны и стойки. Шлаки, получившиеся от сжигания бурых углей и подмосковных углей, имеют большое количество примесей, из-за которых их лучше не использовать при производстве строительных работ. Шлаки, получившиеся в процессе сжигания других видов каменных углей, имеют промежуточные качества, и их допустимо применять в строительстве. Выбирая шлак для приготовления бетона, нельзя допускать наличия примесей (глина, мусор, зола и т.п.). Необходимо минимизировать наличие необожженных частиц глины. С этой целью шлак выдерживается не менее одного года на улице для омывания его дождевой водой.
На прочность и на показатели теплопроводности шлакобетона непосредственно влияет гранулометрический состав. В бетоне должен быть определенный процентный состав крупных и мелких гранул (частиц). Когда процент крупных частиц в бетоне очень высок, то это значительно снижает его прочностные качества и теплопроводность, а наличие мелких частиц эти качества улучшает.
Для возведения наружных стен всегда применяют шлак с преобладанием крупных частиц, а внутренние стены возводятся из шлакобетона с преобладанием мелких частиц. Величина частиц бетона для внутренних стен не должна превышать 10 мм.
Шлакобетон — состав и пропорции
Определяет название материала присутствие в его составе топливных шлаков или отходов металлургической промышленности. Крупность зерен шлака составляет от 2,5 мм до 8мм. Так же для лучшего сцепления материалов применяется шлаковая пыль. Зерна отсеиваются при помощи сита. Точно так же просеиваются пылевые массы.
Благодаря легкости и пористости заполнителя конструкция получается легкой и имеет повышенные теплоизоляционные свойства.
Перед добавлением в раствор шлак необходимо смочить водой. Это обусловлено высокой пористостью материала. При сухом шлаке он будет хуже схватываться с бетоном, оставляя поры, заполненные воздухом. Такие изъяны конструкции снизят ее прочность. На смачивание 1м3 шлакового продукта уходит почти 80 л воды. Если шлак увлажнен под дождем дополнительное смачивание не нужно.
Так же в состав шлакобетона входит известь. Она может быт гашеной или не гашеной. Гашеную известь необходимо перед добавлением в раствор разбавить водой до консистенции молока. Масса извести это 1/3 от объема шлаковых продуктов. Для большей прочности в раствор добавляется 2/3 глины. Такой состав дольше набирает прочность, зато его прочностные характеристики увеличиваются.
Вода, применяемая для разбавления смеси, должна быть без органических примесей. Химический состав воды, при недопустимых примесях, может войти в реакцию с другими составляющими, приведя к нежелательным последствиям. Расход воды на 1м3 шлакобетона составляет примерно 200 литров. В это количество входит жидкость, которой разбавляют известь и вода, добавленная в шлак.
Марка цемента определяется работой конструкции и требованиями к ней. Доза цемента в составе раствор составляет 2/3 от объемного веса шлака.
Изготовление шлакобетона
При изготовлении шлакобетона вяжущее вещество – это традиционный цемент, в который добавляют известь или глину. Благодаря применению добавок, снижается показатель расхода цемента, и получаемый бетон более пластичен.
Технология приготовления шлакобетона аналогична технологии приготовления традиционного бетона. Вначале производится смешивание сухих компонентов: песка, цемента и шлака, после достижения однородного состава добавляются известь или глина, разведенные в воде, а уже эту смесь разбавляют необходимым количеством воды и перемешивают. Не стоит забывать, что время использования в работе подобной смеси ограничивается двумя часами.
Шлакобетон: виды, самостоятельное приготовление раствора
Шлакобетон широко используется в частной застройке из-за целого ряда достоинств и простоте работы с материалом. Благодаря тому, что материал намного легче обычного бетона, его использование позволяет снизить нагрузку на конструкции дома при том, что теплоизолирующие свойства сохраняются на достаточно высоком уровне. Рассмотрим основные виды данной группы изделий, их преимущества и особенности использования.
Шлакобетонные блоки обладают высокими эксплуатационными свойствами
Обзор основных особенностей материала
Чтобы принять решение о целесообразности использования подобных изделий, необходимо знать всю информацию о них, чтобы сравнить с другими вариантами и сделать правильные выводы (
Заливка шлакобетоном
Для заливки шлакобетоном стен здания применяется опалубка высотой не более шестидесяти сантиметров. Опалубка используется щитовая. Щиты крепятся к неподвижно установленным стойкам диаметром не менее пятнадцати сантиметров с шагом полтора метра.
Заливка шлакобетона осуществляется слоями по двадцать сантиметров с обязательным последующим штыкованием и трамбовкой. Снимать опалубку можно не раньше, чем через трое суток, но если погода сухая и жаркая, то срок можно сократить до суток. Уложенный бетон нуждается в уходе. Так, в течение десяти дней категорически запрещено попадание на тело бетона прямых лучей солнца, а в сухую и жаркую погоду его требуется время от времени увлажнять.
Теплопроводность шлакобетона
Для повышения теплопроводности в строящихся стенах допускается устройство пустот с заполнением их пенопластовыми кусками, старой бумагой или еще более легкими бетонами.
Не стоит забывать, что подобный метод повышения теплопроводности стен ослабляет их прочность. В этом случае надо повышать прочность шлакобетона.
Штукатурные работы можно вести только после того, как пройдет двадцать восемь дней с момента заливки бетона. Для придания стене дополнительных прочностных качеств и более эстетичного вида можно облицевать стены кирпичом.
С целью ускорения процесса возведения стен из шлакобетона можно применять готовые шлакобетонные блоки самостоятельного или заводского изготовления. Для изготовления блоков используют деревянные разборные формы. Время высыхания блоков — примерно три недели. Их применение позволит сократить время возведения и начать штукатурные работы на следующий день после окончания кладки стен.
Шлакобетонные стены отличаются трудоемкостью в возведении, но позволяют сэкономить денежные средства и убрать ненужные шлаки.
Легкие Бетоны
Технология приготовления бетона на топливных и металлургических шлаках одинакова; при равной объемной массе их свойства одинаковы.
Для наименее плотного шлакобетона (марка М10; 900 кг/м3) используется крупный шлак (соотношение крупного и мелкого шлака 4:1; соотношение цемент: известь: песок: шлак — 1:0,8:1,2:20, это соотношение по объему). С увеличением плотности шлакобетона соотношение крупного и мелкого шлака падает, уменьшается и доля шлака. Например, для плотности шлакобетона 1350 кг/м3 (марка М50) соотношение крупного и мелкого шлака 1:1, а в объемных частях цемент: известь: песок: шлак — 1:0,2:1,4:4.
Одним из основных условий для получения прочной шлакобетонной стены, обладающей хорошей теплоизоляцией, является соотношение крупного (0,5-5 см) и мелкого (0,01-0,5 см) шлака. Если для наружных стен, где весьма важны теплоизоляционные свойства, соотношение мелкого и крупного шлака следует выбирать в пределах 3-4/5-7, то для перегородок — внутренних стен из шлакобетонна — это соотношение изменяется, желательно повышать содержание мелкого шлака. Часто до одной четверти шлака при этом заменяют песком.
Присутствие в шлаке глинистых частиц, комков земли и несгоревшего угля негативно сказывается на качестве готового бетона. Поэтому в течение года шлак необходимо выдержать на открытом воздухе, обеспечив отвод дождевой воды.
| Рис. 1. Монолитная шлакобетонная стена 1. гидроизоляиионный слой; 2. зазор, используемый для осадки стены; 3. перемычка; 4. прокладка (осмоленная доска с изоляцией) |
Как приготовить шлакобетон для стен? Для этого, прежде всего, необходимы два сита (с ячейками около 5×5 см, затем 0,5×0,5 см). Часть шлака, которая не прошла через второе сито, и есть крупный шлак. Затем шлак увлажняют (на 1м3 шлакобетона около 300л воды). В течение часа с момента замеса шлак должен быть уложен. Иногда в смесь добавляют гипс, в этом случае укладывайте раствор быстрее, за время не более 10 минут после его изготовления.
Как и при приготовлении обычного бетона, цемент, песок и шлак смешивают в сухом виде, затем добавляют глиняное или известковое тесто. Иногда для уменьшения теплопроводности стен цемент вообще не используют, оставляя в качестве вяжущих известь и глину. Такой состав: шлак — 0,7; известь — 0,1; глина — 0,2. Этим способом необходимо пользоваться в теплое время года, а стропила, перекрытия на стенах из шлакобетона можно устанавливать через 2-3 месяца после возведения стен: бесцементный шлакобетон долго схватывается до необходимой прочности.
Стены набивные изготавливают с применением переставной опалубки, при этом к хорошо подогнанным доскам опалубки изнутри прибивают рубероид, можно полиэтиленовую пленку. Иначе цементное или известковое молоко будет протекать через стенки опалубки.
Особое внимание следует обратить на прочность опалубки для шлакобетонных и бетонных стен (рис. 2). Стойки для крепления щитов устанавливают не реже, чем через 1,5 м, скрепляют их подкосами, внутри щитов делают распорки, между стойками и щитами — клинья, через всю толщину стен набивают обожженную проволоку, используют стальные стяжки и т.д.
| Рис. 2. Вариант опалубки для стен из шлакобетона или бетона 1. цоколь; 2. покрытие из рубероида или другого материала; 3. клинья; 4. расшип между щитами; 5. стоики; 6. щиты |
В некоторых случаях шлакобетонные стены делают пустотелыми: вставляют в бетон вкладыши, после высыхания раствора их вынимают, а пустоты засыпают сухими составами.
Что очень важно при изготовлении шлакобетонных стен?
1. Шлакобетон необходимо укладывать слоями.
2. Трамбование проводится очень чательно, штыковку и т.д. для защиты от влаги.
3. Цементный шлакобетон в течение десяти суток поливайте водой и укрывайте (рубероидом, мешковиной).
4. Вставьте в шлакобетон трубки (диаметром около 0,5см) в несколько рядов от гидроизоляционного слоя (выше на несколько см), под и над проемами окон и т.д. до балок чердачного перекрытия.
Кирпичная облицовка хорошо защищает шлакобетон от внешних воздействий. Снаружи, шлакобетон без кирпичной облицовки штукатурят через 1-1,5 месяца. Балки перекрытия при шлакобетонных стенах представляют собой сухие осмоленные доски (снизу), на которые уже кладут собственно балки. Делается это для лучшей защиты балок от влаги.
Карнизы в домах из шлакобетонными стенами лучше всего делать из кирпича.
Таблица 1. Составы смеси шлакобетона на базе цемента (в объемных частях)
| Марка шлакобетона | Марка цемента | ||
| М200 | М300 | М400 | |
| М15 | 1:12 | — | — |
| М25 | 1:10 | 1:12,5 | — |
| М50 | 1:5,7 | 1:7,7 | 1:9 |
| М75 | — | 1:5,9 | 1:6,7 |
Таблица 2. Составы смеси шлакобетона с различным соотношением крупного и мелкого заполнителей
| Проектная марка шлакобетона после 30 дней твердения | Цемент:известь:песок:шлак | Соотношение крупного и мелкого шлаков | Плотность, кг/м3 | |
| в частях по массе | в объемных частях | |||
| М10 | 1:1:2:14 | 1:0,8:1,2:20 | 8:2 | 900 |
| М25 | 1:0,5:2:7 | 1:0,4:1,4:10 | 7:3 | 1050 |
| М35 | 1:0,4:2:4,7 | 1:0,25:1,4:6 | 6:4 | 1200 |
| М50 | 1:0,25:3:2,5 | 1:0,2:1,4:4 | 5:5 | 1350 |
Примечание:
o цемента — 1100 кг/м3;
o известкового теста — 1400 кг/м3;
o песка — 1600 кг/м3;
o шлака — 700…1000 кг/м3 (в зависимости от соотношения крупных и мелких фракций).
2. Марка цемента 400.
3. На 1 м3 готовой смеси следует брать 200…250 л воды. Обычно не известно количество воды, находящейся в шлаке, поэтому воду следует добавлять исходя из условия, что консистенция шлакобетонной смеси должна быть подобна консистенции легкоувлажненной земли.
4. Шлакобетон марки 10 применяют для теплоизоляции, марок 25 и 35 для наружных стен, а марки 50 — для внутренних несущих стен.
Таблица 3. Рекомендуемые составы шлакобетона для устройства наружных стен (в объемных частях)
| Вяжущее | Цемент М300 | Гашеная известь | Крупнозернистый песок | Шлак |
| Цемент+известь | 1 | 5 | 7 | 25 |
| Цемент+известь | 1 | 2 | 3 | 10 |
| Цемент+известь | 1 | 4 | — | 20 |
| Известь | — | 1 | — | 5 |
Таблица 4. Составы шлакобетона (в объемных частях)
шлако- бетона
Примечание. Если применяется гашеная известь, то ее количество следует увеличить вдвое, а количество воды уменьшить на 10%.
Что такое бетон?
Вибропрессы Рифей производства Завода Стройтехника, город Златоуст, это оборудование для производства бетонных, мелкоштучных строительных изделий. Все стройматериалы получаемые на вибропрессах Рифей, получены из бетонных смесей.
Бетонная смесь – самый распространенный материал для страительства, в конечном виде искусственный камень, до застывания очень текучий (зависит от содержания воды). Приготовление бетонной смеси состоит из перемешивания цемента, воды, заполнителя, иногда красителя, до однородно состояния, рецепту тщательно подбирается. После затвердевания бетонная смесь, превращается в бетон.
Цемент и вода, главные ингредиенты бетонной смеси. Будучи активными участниками смеси, при их соединении происходит химическая реакция, и получается клейкое соединение, так называемое цементное молоко. Как раз при застывании этого соединения у нас получается бетон.
Заполнитель (в нашем случае это может быть керамзит, песок, отсев, щебень мелких фракций, опилки и другие) занимает до 4/5 всего раствора, мешает образованию усадки, и меняя вид и количество заполнителя, мы в конечном влияем на массу, плотность и прочность бетона.
Бетон классифицируют по величине плотности: тяжелые (от 1780 кг/м3), легкие ( 550 – 1780 кг/м3) и особенно легкие (до 550 кг/м3). Плотность зависит от вида заполнителя, это плотные (песок, щебень, отсев), и легкие (керамзит, опилки, шлак).
Цемент
Цемент – вяжущее вещество, неорганического происхождения. Смесь клинкера (смесь глины с известью после обжига), гипса. Самым распространенным является портландцемент. Популярность получил, благодаря своей активности – свойству превращаться в камень после реакции с водой, при этом не уступая по твердости натуральному. Марка цемента, основная его характеристика, выставляется взависимости опытных данных предела прочности. Цемент быстро застывает, и после затвердевания имеет отличную стойкость к воде, что позволяет использовать его стройке зданий без дополнительной защиты от дождя и снега.
Цемент со шлаком – это полученное искусственным путем гидравлическое вещество с выраженным вяжущим эффектом. Является некоторым аналогом портландцемента. Главная его особенность заключается в том, что в составе имеются тонко измельченные отходы металлопромышленности, а именно: шлака.
Что это такое и как производят
Гранулированный доменный шлак получается как отход в процессе выплавки черного металла. Ему присущи свойства, которые относятся и к общестроительному портландцементу, но есть и отличия. В виде тонко измельченного продукта он активен в проявлении вяжущих свойств, взаимодействуя с водой, а еще с продуктами гидратации минералов клинкерного типа (тех самых, что входят в состав простого портландцемента).
Компоненты цемента со шлаком – это:
- клинкер – в нем не более 6% магния;
- шлак – до 80%, оптимальное количество этого компонента зависит от того, какие требования выдвигаются к вяжущему продукту;
- гипс – как природный чистый, так и с содержанием фосфора, фтора и бора, не больше 5% гипса должно приходиться на всю массу.
Цемент со шлаком считается вяжущим веществом, применение которого не ограничивается каким-то одним направлением. На вопрос, почему в принципе в цемент добавляют шлак, можно ответить так: бетонный раствор, включающий цемент и шлак, обладает невысокой себестоимостью. И если сравнивать цену бетонного раствора на базе стандартного портландцемента с цементом со шлаком, второй будет финансово выгоднее. То есть не лучше в принципе, а выгоднее при почти равных характеристиках.
К слову, о характеристиках. Смесь шлака и цемента еще и тем хороша, что температура тепловыделения в ней будет относительно низкой.
А также этот продукт:
- имеет повышенную стойкость к влиянию вод (сульфатных и пресных);
- отличается повышенной жаростойкостью;
- имеет высокую морозостойкость (с условием использования технологии пропаривания ЖБИ).
В целом вывод таков: в выборе материалов решает стандартное экономическое обоснование.
В себестоимость описываемого продукта не входят весомые затраты на добычу, измельчение и обработку.
Материал получают из портландцементного клинкера, шлака, глины и известняка. Дело в том, что при производстве цемента важен именно химсостав материала, а не его физическая структура. Потому выбирать исходник приходится с большим вниманием. Производя данный цемент, использовать можно и основной, и кислый доменный шлак.
К слову, сами шлаки могут быть гранулированные и негранулированные, но все же первые используются значительно чаще, и дело, опять же, в экономической составляющей.
Но есть еще одна причина использования гранулированного шлака: сам процесс производства конечного продукта с негранулированным шлаком существенно усложняется. А вот те шлаки, что добавляются в продукт после обжига, гранулированы в обязательном порядке.
Внимание! Процент наличия шлака в цементе не должен выходить за пределы 60.
Как показала практика, цемент в слиянии со шлаком означает получение материала прочного, довольно надежного, не очень долговечного, но для многих целей вполне убедительного. Вот почему так активно этот продукт используется в многоэтажном строительстве. С его помощью делают плиты и армопояса, сооружения подводные и околоводные, он же помогает в теплоизоляции, при литье некоторых изделий в строительстве. То есть совершенно разных строительных целей можно достичь, используя этот продукт: с высокой эффективностью, экономической обоснованностью и большими возможностями.
Обзор видов
ШПЦ (шлакопортландцемент) делится на два основных вида – нормальнотвердеющий и быстротвердеющий.
Нормальнотвердеющий
После застывания шлак не должен вступать в реакцию с водой, вот почему смесь нередко задействуют, создавая конструкции с повышенной влажностью.
Быстротвердеющий
В этот материал добавляют особые присадки, помогающие ускорить процесс. Присадки могут быть минеральной этиологии и вулканической, то есть пепел или пемза.
Стоит помнить, что сроки годности у цемента со шлаком ниже, чем у простого сухого цементного раствора.
Со времени отгрузки продукта должно пройти не более 45 дней до момента использования материала. А вот применять просроченный продукт – значит, сильно рисковать. Он теряет свои эксплуатационные свойства, и значительно.
Нередко возникает вопрос, существенны ли отличия портландцемента от шлакопортландцемента. Да, существенны, хотя бы тем, что первый будет стоить весомо дороже, чем второй. А также портландцемент приобретает финишную прочность быстрее, чем ШПЦ (он затвердевает окончательно через 3 недели). В портландцементе шлака нет в принципе, там есть клинкер и минсостав с присадками-ускорителями. А вот плотность ШПЦ ниже, чем у портландцемента, как и вес его тоже будет ниже – точнее, вес конструкций, из него сделанных.
Для чего пригоден
Особенно востребован этот материал, если предстоит возводить бетонные, а также железобетонные конструкции, которые будут постоянно контактировать с водной средой (так, ШПЦ М400 в составе имеет не менее 21% гранулированного материала). У продукта для этого достаточные прочностные показатели. Его берут для изготовления качественного бетонного раствора, чтобы выполнить стеновые панели и произвести сухие смеси. Той же марке М500 данный вид цемента не проигрывает фактически ни в чем, а ведь эта марка являет собой классический цемент.
Опять же, постройка стен и перекрытий с использованием арматуры – цемент с добавлением шлака преуспел и здесь. Его активно применяют на масштабных стройках, и помогает ему в этом легковесность (если сравнивать с силикатом и керамикой, ШПЦ, конечно, не пушинка, но выигрывает значительно).
Почему так важен вес: дело в нагрузке на части фундамента и конструктивные части сооружения – она будет сниженной.
Имеет возможность строитель с помощью цемента со шлаками делать плиты внушительных габаритов – экономится время монтажа, как экономятся и денежные средства. Да и транспортировка ШПЦ-панелей обычно не вызывает проблем.
Где используется материал – области применения:
- строительство монолитных и сборных элементов (имеются в виду как частные стройки, так и промышленные);
- изготовление конструкций, которые требуют максимально быстрого затвердения основы;
- укладка дорог с быстрым же схватыванием смеси;
- постройка эстакад и мостов;
- производство тротуарной плитки и брусчатки;
- малоэтажное строительство с разными его этапами – от заливки стен до работы с фундаментом;
- замеска раствора для штукатурки и кладки.
Материал активно применяется в изготовлении армированных поясов, которые тоже часто встречаются в многоэтажном строительстве. Отлично работает материал в комплексе с обычными утеплителями как средство теплоизоляции. Класс типа 50 считается лучшим выбором для армирования, класс 35 – для сооружения несущих элементов, класс 25 – для не самых главных, небольших конструкций более чем пригоден, 10 класс используется в теплоизоляции.
Пропорции при применении
Если этим продуктом решено отделывать внутренние поверхности, предпочтение следует отдать крупнозернистому шлаку. Его потребуется для раствора примерно 6 частей. Остальные 4 части придутся на мелкозернистый гранулированный шлак. А вот цемент для бетона в данном случае используется любой.
Чтобы отделать наружный фасад, разводить раствор нужно в иных пропорциях: на 3 части мелкозернистого шлака использовать 7 частей крупнозернистого.
Цемент обязательно берется качественный с высокой устойчивостью к внешним воздействиям.
Для эффективной заливки, а также в том случае, если временной запас не поджимает, можно брать негранулированный шлак. Конечно, застывание такой смеси будет медленным, но качество покрытия выигрывает у смеси с гранулированным составом. На таком трещины образуются нескоро, а вот на залитом полу с гранулированным шлаком они могут появиться уже через пару лет.
Чтобы отделать наружную часть выступающего фундамента, также потребуется гранулированный шлак. Чем большую поверхность придется отделать, тем большие гранулы должны быть в шлаке – таково соотношение. Обратная связь также работает.
Как сделать шлакобетон самостоятельно:
- за несколько часов до работы шлак следует увлажнить водой – это влияет на долговечность бетона, который образуется в ходе последующих действий;
- компоненты смешиваются в том соотношении, которое указано выше (выбрать нужное согласно цели), все тщательно перемешивается;
- после добавления в состав воды его снова нужно вымесить, чтобы получить однородное состояние смеси;
- чтобы получить среднюю марку бетона, используется 4 части шлака (реже 5) и 2 доли цемента к 2 долям песка;
- обязательно правильно использовать готовый продукт, сделать это нужно в течение часа-полутора;
- если нужно еще больше удешевить раствор, то цемент можно соединить с известью в пропорциях 3 к 1.
Пропорции обозначаются на упаковке со смесью.
Пока бетонные смеси и стройзатворы с ШПЦ используются не очень активно, и чаще изготавливаются они в заводских условиях, а в строительстве применяются под контролем опытных специалистов. Но все же очень редким материалом продукт также не назовешь. Возможно, следует ожидать модернизации в производстве этого гидравлического вяжущего.
Подробный обзор использования цемента со шлаком в следующем видео.
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
Применение[ | ]
Шлак в стеклоподобной форме Шлак средневековых доменных печей, найденный при раскопках в графстве Кент
Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица), в качестве добавки к цементу (существуют также цементы полностью изготавливаемые из шлака), как удобрение. Также шлаки — твёрдые отходы некоторых химических производств и спёкшаяся зола от сжигания твёрдого и мягкого топлива (например, каменного угля или мазута).[1]
Доменные шлаки, как правило, подвергаются грануляции[2]. Основные пути утилизации шлаков сталеплавильного производства следующие:
- извлечение металла;
- получение железо-флюса для вагранок и аглодоменного производства;
- получение щебня для дорожного и промышленного строительства;
- использование основных шлаков в качестве известковых удобрений (шлаковой муки) для сельского хозяйства;
- использование фосфорсодержащих шлаков для получения удобрений для сельского хозяйства;
- вторичное использование конечных сталеплавильных шлаков[3].
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.
Применение шлака
Шлак является вторичным сырьём. Широко применяется в строительстве: гранулированный шлак используют для получения шлако-портландцемента, в качестве заполнителя для бетонов, в дорожном строительстве, из шлаковых расплавов вырабатывают минеральную вату, шлаковую пемзу, шлаковое литьё и шлакоситаллы. Полное и комплексное применение шлака обеспечивает безотходную технологию и уменьшает загрязнение окружающей среды.
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
Применение
Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица), в качестве добавки к цементу (существуют также цементы полностью изготавливаемые из шлака), как удобрение. Также шлаки — твёрдые отходы некоторых химических производств и спёкшаяся зола от сжигания твёрдого и мягкого топлива (например, каменного угля или мазута).[1]Доменные шлаки, как правило, подвергаются грануляции[2]. Основные пути утилизации шлаков сталеплавильного производства следующие:
- извлечение металла;
- получение железо-флюса для вагранок и аглодоменного производства;
- получение щебня для дорожного и промышленного строительства;
- использование основных шлаков в качестве известковых удобрений (шлаковой муки) для сельского хозяйства;
- использование фосфорсодержащих шлаков для получения удобрений для сельского хозяйства;
- вторичное использование конечных сталеплавильных шлаков[3].
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.
Индивидуальности и области внедрения
Гранулированный шлак везде применяется в строй целях. Доменные граншлаки в составе консистенции употребляются в качестве заменителя (время от времени отчасти) песка. Также гранулированный шлак – это действенный заменитель натуральных материалов из камня, которые употребляются для ремонта и строительства авто магистралей.
Схема производства бесклинкерных цементов.
Ежели ассоциировать основание из гранитного щебня и из шлака, то 2-ое имеет ряд преимуществ. Благодаря тому что шероховатость поверхности зернышек щебня из шлаков больше, он лучше и легче укатывается.
Щебень из доменного шлака увеличивает качество технологических черт бетона, являясь действенным заполнителем. На 70-80% его крепкость выше, чем те же характеристики у бетонной консистенции с добавлением гранита, что не может не сказываться на качестве готовых изделий.
Схема процесса сухой грануляции доменного шлака.
Тонкодисперсный бетон, применяемый в армоцементных и железобетонных конструкциях, содержит в собственном составе гранулированные шлаки. В целом состав тонкодисперсного бетона смотрится последующим образом: в роли вяжущего компонента используют шлакопортландцемент и бесклинкерные шлаковые вяжущие, дробленый отвальной/литой шлак в качестве заполнителя, вода и ПАВ.
Для заслуги полноты химико-физических действий, которые происходят при тепловлажностной обработке, и высочайшей удобоукладываемости принципиально подобрать при выбирании сочетания тонкодисперсного шлакового бетона нужное содержание воды.
Монолитный фундамент из граншлака
До 90-х годов прошлого века возведение таких фундаментов было однозначно правильным решением благодаря значительному – до 30 % содержанию в граншлаке цемента.
Сейчас из остатков доменного производства почти весь цемент, остаток в граншлаке которого снизился до 12 % и менее, используется сейчас скорее как щебенка наполнителем в бетоне. Но продолжают лить желающие сэкономить, имеющий доступ к дармовому песку или граншлаку.
Преимущества граншлака – низкая цена и простота монтажа, не нужна тяжелая техника. Нужна большая бетономешалка, чем больше тем лучше, и пару человек. Фундамент 8 х 7 м без подвала можно вылить за 7 дней.
Недостатки– низкая скорость, часто нужна опалубка. Вылить подвал – головная боль с опалубкой.
Гранулированный шлак
| Наименование | Цена |
| Отсев шлаковый (мучка). за 1 тн с НДС | от 500 руб. |
| Шлак отвальный за 1 тн с НДС | от 550 руб |
Изготовление и применение гранулированного шлака
С помощью граншлака можно получить различные виды высококачественного цемента. При этом для грануляции можно применять любой шлак. Однако, лучше отдать предпочтение шлакам, обогащенным окисью кальция (мартеновские и доменные виды шлаков).С помощью гранулированного шлака изготавливают шлакощелочной цемент. Шлакощелочной цемент может быть чистым (бездобавочным), с добавками горных пород, минералов глины, а также веществ, которые содержат кремний и щелочь.
Еще одним направлением в применении граншлака является изготовление шлакопортландцемента. Стоит отметить, что применение гранулированного шлака не понижает прочность портландцемента. Шлакопортландцемент применяется в сфере строительства. Главным направлением в его использовании является строительство гидротехнических конструкций. Применение портландцемента позволяет избежать появления трещин в бетонном массиве.
Погрузка и доставка щебня НерудГрупп:
Основные свойства
| ГОСТ | Уровень влажности (в процентах) | Модуль крупности | Наличие зерен размером более 5 мм (в процентах) |
| 3476-74 ТУ 14-127-269-2008 | 8 процентов | 3 | 1,6 процентов |
В настоящее время, когда стоимость цемента постоянно возрастает (цена на цемент повышается примерно на 30 процентов каждый год), а масштабы строительства в государстве увеличиваются, экономия этого материала становится все более актуальной.
Ваш личный менеджер Иваникин Никита
Получить консультацию
Едва ли не самый эффективный материал в области экономии цемента – это тонкомолотый гранулированный шлак (а именно его доменная разновидность). Сейчас этот материал весьма детально изучен. Доменный гранулированный шлак выступает в качестве активной минеральной добавки в цемент. Кроме того, граншлак – это основной компонент, с помощью которого получают шлакощелочные вяжущие, а также изделия на их основе. При использовании тонкомолотого граншлака одновременно решаются и многие проблемы экологического характера.
В заключение можно добавить, что стройматериалы, изготовленные на основе цемента, обладают огромными преимуществами. Спрос на такие материалы весьма велик.
Также у нас вы можете приобрести отсев шлаковый и шлак отвальный по выгодным ценам.
Шлакощелочной бетон в зависимости от назначения может изготавливаться крупнопористый, плотный, поризованный и ячеистой структур. В зависимости от зернового состава заполнителей шлакощелочные бетоны разделяют на мелкозернистые и крупнозернистые, а в зависимости от плотности -на легкие и тяжелые. Тяжелые шлакощелочные бетоны относятся к конструкционным бетонам, а легкие виды бетона разделяют на теплоизоляционные, конструкционные и конструкционно-теплоизоляционные.
Конструкционные легкие шлакощелочные виды бетонов классов В15…В 50 (М200…М600) имеют среднюю плотность 1500…1800 кг/м³ и изготавливаются чаще всего на доменном гранулированном шлаке или используется керамзит. Но также могут быть использованы и следующие виды материалов как аглопорит, известняк-ракушечник, отходы древесины, шлаковая пемза.Такие же заполнители используются для производства конструкционно-теплоизоляционных бетонов имеющие среднюю плотность 500 … 1400 кг/м³ ,теплопроводность 0,17…0,4 Вт/(м.°С ) и прочность при сжатии 3,5…40 МПа.
Теплоизоляционные шлакощелочные материалы средней плотностью 170…450 кг/м³ имеющие теплопроводность 0,059…0,13 Вт/(м.°С) и прочность при сжатии от 0,25…2 МПа,изготавливаются на основе вспученного перлита.
Тяжелый высокопрочный шлакощелочной бетон на крупном заполнителе
Прочность шлакощелочного бетона регулируется главным образом путем изменения плотности щелочного компонента, степень влияния которого зависит от его природы. Наиболее ощутимо сказывается на повышении прочностных характеристик применение растворимых силикатов натрия. Бетоны изготовленные с использованием растворимых силикатов натрия получаются высокопрочными.
Таким образом если использовать карбонатные щелочные компоненты прочность бетонов может достигать 45…80 МПа. На прочность бетона естественного твердения большое влияние оказывает вид используемого шлака, так как такие бетоны продолжают активно набирать прочность в более поздние сроки твердения. При снижении модуля основности шлака и уменьшения его расхода, прочность таких бетонов уменьшается на одну-полторы марки.
Пропаренные шлакощелочные бетоны изготовленные на основе нейтральных шлаков и низкомодульных (Мс=1…2) жидких стекол характеризуются наибольшей прочностью при сжатии (120 МПа).Прочность пропаренных шлакощелочных бетонов можно увеличить путем уменьшения силикатного модуля жидкого стекла. Тяжелые шлакощелочные бетоны выпускают следующих марок:
В 10 (200); В15 (250); В 20 (300); В 25 (400); В 30 (500); В 55 (800); В 60 (900); В 70 (1000); В 80 (1100); В 90 (1200); В 100 (1300); В 110 (1400).
Марки шлакощелочного бетона предусмотрены в зависимости от условия работы строительных изделий и конструкций:
1.По морозостойкости-F200, F300, F400, F500, F600, F700, F800, F900, F1000.
2.По водонепроницаемости-W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W25, W30.
Морозостойкость-одна из очень важных характеристик шлакощелочного бетона, которая обуславливает его долговечность. По сравнению с морозостойкостью цементного бетона, морозостойкость шлакощелочного бетона в два -три раза выше. Морозостойкость шлакощелочного бетона зависит от вида шлака и щелочного компонента и соответствует в пределах от 200 до 1000 циклов попеременного замораживания и оттаивания.
Другой важной характеристикой шлакощелочного бетона является водонепроницаемость. Водонепроницаемость шлакощелочного бетона зависит от плотности структуры затвердевшего бетонного камня, от количества и качества многочисленных сферических гелевых пор и микропор в структуре а также, от адгезионных свойств вяжущего по отношению к заполнителям и от других характеристик. Проводимые испытания в наиболее жестких условий при попеременном увлажнении образцов и высушивании, а также их хранении в атмосфере углекислого газа показали,что коррозия арматуры в шлакощелочных бетонах ниже чем в бетонах на основе портландцемента.
Шлакощелочной бетон-корозионностойкий материал
Шлакощелочной бетон -корозионно и биостойкий материал (стойкость его обуславливается свойствами используемого вяжущего ). Его используют в конструкциях предназначенные для работы в агрессивных средах:
В мягких водах а также проточных (для элементов градирен ТЭЦ и ТЭС), для облицовки оросительных каналах, для элементов лотковых линий используемых в сульфатных водах с концентрацией до 50 000 мг/л, в строительстве различных морских сооружений и других видов работ.
Мелкозернистый шлакощелочной бетон
Это искусственный каменный материал, которого получают после отвердения подобранной рационально смеси молотого шлака, мелкого заполнителя и раствора щелочного компонента. В качестве мелкого заполнителя используют мелкие пески и грунты в виде легких суглинков и супесей.Частицы песчаных фракций активизируются щелочью и связываются частично продуктами гидратации глинистых минералов.
Они равномерно распределяются в их массе и заполняют все пустоты в песчаном каркасе, уплотняя тем самым структуру бетона. Экспериментальным путем определяется допустимое соотношение между частицами различных фракций в заполнителе и при этом должно учитываться методы приготовления бетона, укладки и обработки готовых изделий.
Если использовать для приготовления мелкозернистого шлакощелочного бетона дисперсные заполнители, то это может привести к появлению в бетоне различных усадочных трещин. По этому во избежании этого, из шлакощелочного вяжущего и дисперсных заполнителей содержащие глинистые фракции изготовляют безобжиговые бетонные гранулы, которые вводятся в состав бетона.
Безобжиговые бетонные гранулы способствуют в получении конструкционных шлакощелочных бетонов обладающие повышенной трещиностойкостью. В бетонах на основе шлакощелочного вяжущего также целесообразно использовать и мелкозернистые кварцевые пески с Мкр=0,7…1,2. Мелкозернистые шлакощелочные бетоны выпускаются классов B10…60. Свойства таких бетонов определяются практически такими же факторами,что и свойства тяжелых шлакощелочных бетонов приготовленных на крупном заполнителе.
Результаты изменения прочности при сжатии образцов из мелкозернистого бетона и наиболее оптимальные рекомендуемые составы бетона на дисиликате натрия приводятся в таблицах №1 и №2.
Таблица №1.Зависимость прочности при сжатии мелкозернистого бетона от расхода компонентов
Таблица №2. Состав бетона на дисиликате натрия
Жаростойкий шлакощелочной бетон
Шлакощелочные жаростойкие бетоны изготавливаются на основе шлакощелочного вяжущего и предназначены для строительства объектов у которых температура эксплуатации составляет от 200 до 1500 °С.
Жаростойкость шлакощелочных бетонов обусловлена близостью значений коэффициента термического расширения используемого заполнителя и вяжущего. Также жаростойкость бетона
обусловлена особенностями фазового состава продуктов гидратации последнего,в частности способностью гидратных новообразований к топотоксичной перекристаллизации в безводные вещества без развития значительных деструктивных напряжений в структуре обожженного искусственного камня.
Опыт использования разработанных композиций для футеровки магнитодинамических дозаторов и металлопроводов насосов,предназначенных для перекачивания расплавленных цветных металлов,показал,что остаточная прочность после взаимодействия с расплавом алюминия (t=1000 °С) составляла 93…95 %.
А металлоустойчивость, определенная по стандартной методике, отвечала предъявляемым к ним требованиям. Футеровка магнитодинамических насосов после 6 месяцев эксплуатации не разрушилась,футеровка их жаростойкой смесью на основе глиноземистого цемента выдерживала не более 1…2 месяца эксплуатации.
Шлакощелочной ячеистый бетон
Благодаря использованию в производстве автоклавного ячеистого бетона шлакощелочного вяжущего, удалось получить долговечный, малоэнергоемкий и высокопрочный строительный материал. Для того чтобы получить шлакощелочной пенобетон с высокоразвитой пористостью и низкой плотностью используют электротермофосфорный молотый шлак (с удельной поверхностью 350…400 м²/кг) и щелочные растворы.
Высокоразвитая пористая структура обеспечивает материалу довольно высокие звукопоглощающие свойства и низкую теплопроводность, а также сравнительно легкий вес. Способ поризации и стабилизации поровой структуры предусматривает приготовление устойчивой пеномассы с последующим введением тонкомолотого шлака в нее.
Используют в качестве пенообразователей древесную смолу омыленную, древесный пек омыленный, отходы производства содержащие белки и протеины.В поризованную шлакощелочную бетонную смесь вводят до 10 % дегидратированной глины, которая способна стабилизировать пену и более полно связывает щелочные компоненты. Прочностные и деформативные показатели шлакощелочного ячеистого бетона для наглядности приводятся в таблицу №3.
Многие строители используют смесь цемента со шлаком, что это такое и каковы пропорции для бетона, необходимо знать работающим на стройке. Смешение этих 2 материалов позволило получить прочное, высокоэффективное соединение, которое является одним из часто используемых при возведении зданий.
Шлакоцемент: определение
Шлакоцемент — порошок, который при добавлении в воду твердеет на воздухе. Он является смесью шлака (вторичного продукта металлургии) с клинкером (огнеупорно-водонепроницаемым кирпичом) и гипсом. Все эти составляющие измельчаются до размера песчинок и засыпаются в мешки или другую тару. Упакованный продукт (цемент со шлаком) развозится по стройкам и торговым точкам.
Бетон на основе цемента (слева) с добавлением гранулированного шлака (справа) не боится влаги, но схватывается несколько дольше обычного бетона.
Применение смеси цемента со шлаком
Начинающие строители не знают, для чего нужен этот материал. Это вещество активно используется при возведении различных объектов и сооружений (наземных, подводных, подземных), которые подвержены воздействию влаги. Из-за высокой прочности оно применяется при составлении растворов, производстве блоков и бетонных панелей.
Этот материал экономически привлекателен и доступен. Он является основой многих сооружений, в которых проект предусматривает выполнение фундамента из облегченных материалов. При постройке стен из шлакобетона применяются блочная и монолитная технологии.
Благодаря цементу со шлаком применение тяжелых железобетонных конструкций становится необязательным. Из-за малой массы материала нагрузки на цоколи, основания для фундамента и несущие перекрытия намного снижаются, а блоки из шлакобетона легко транспортируются.
Шлакоблок — один из самых популярных строительных материалов на основе цемента с добавлением шлака.
Технология производства
Главная составляющая этой смеси — шлак из доменных печей, который является вторичным продуктом металлургии. Технология основана на принципе его высушивания в специальных устройствах вместе с клинкером (выступает в роли катализатора) до достижения влажности 1% и менее. Туда же часто добавляют и гипс. Затем смесь перегружают в мельницу для цемента (бункер) и перетирают в тонкодисперсный порошок.
Использование при такой технологии негранулированных компонентов сильно усложняет производственный процесс. Получаемый продукт твердеет гораздо медленнее, ведь шлака в нем применено больше (20-80%). Поэтому смесям с гранулированным материалом отдается предпочтение.
Прочностные характеристики полученного продукта во многом зависят от химического состава, компонентов, а не от их физической структуры. На этом основывается главное правило подбора исходников.
Технические характеристики
Опытные строители часто работают с вяжущим гидравлическим соединением цемента со шлаком. Оно получается при дроблении отхода, смешанного с измельченным гипсом, клинкером и различными добавками. Пропорции составляющих веществ в этом соединении можно менять.
В состав такой смеси могут входить различные виды шлаков (основные и гранулированные кислые, негранулированные). По химическому составу этих отходов металлургического производства определяют прочность шлакоцемента (его класс). В качестве добавок для получения, например, портландцемента, выступают вещества с преобладанием силикатов кальция.
Сравнение времени схватывания различных видов цемента.
Основные характеристики материала:
- выделение малого количества тепла при затвердении позволяет использовать его при постройке больших объектов;
- низкая себестоимость;
- маленькая степень деформации;
- высокая жаростойкость;
- не боится влаги;
- пониженная морозостойкость дает возможность применения в местах с колебаниями температуры.
- цемент со шлаком застывает долго;
- прочность (при затвердении) нарастает медленно, для достижения величин, соразмерных с показателями стандартногоцемента, необходимо длительное время ½-1 год.
Ускорить процесс можно 2 путями:
- применяя клинкер с повышенным содержанием алюмината или силиката;
- с использованием высокоглиноземистых шлаков.
Выбор сырья и особенности хранения
Для получения шлакоцемента с высокими показателями нельзя использовать любые исходники. В качестве основы берут отходы металлургии и топливной промышленности — шлаки. Главным требованием к ним является отсутствие разных оксидов, оказывающих негативное воздействие на характеристики материала. Отходы металлургии используют все, а из топливных берут только антрацитные породы.
Цементы на основе шлака необходимо долго держать во влажной среде, ведь раннее высыхание негативно сказывается на времени их затвердевания. После этого строительный материал обрабатывают в автоклавах.
Расшифровка маркировки строительного цемента.
Классификация портландцемента со шлаком
Разделяют полученный продукт, по составу, качеству материалов-исходников и виду примененного шлака (основной, гранулированный, кислый, негранулированный). Портландцемент часто классифицируют по типу задач, для которых он предназначен.
- 10 — используют при теплоизоляции;
- 25 и 35 — применяют при изготовлении любых конструкций;
- 50 — он необходим при постройке несущих стен, армированных перемычек.
В таблицах указаны основные характеристики 3 распространенных цементов.
Состав (соотношение в %):
Предел прочности на начальном и конечном этапах затвердевания (в мПа):
Читайте также: