Что такое шлак в строительстве

Что такое шлак: свойства, применение, виды

Второсортное сырье, использующееся в строительстве в качестве наполнителя для бетонных смесей и растворов, называется шлаком. Промышленные отходы разнятся в зависимости от химического состава, физических свойств, стоимости по сравнению с другими заполнителями. Эти характеристики придают шлаку популярность и высокие показатели спроса на материал в строительной индустрии. Теперь вы имеете понятие о том, что такое шлак.

Кроме основного предназначения, шлак используется для производства минеральной ваты, шлакоблоков, пемзы, литья и многого другого.

Основное преимущество использования вторичного сырья – безотходная технология производства строительного материала, позволяющая существенно понизить степень загрязнения окружающей среды. При использовании шлакоблока количество отходов и строительного мусора, скопившегося в процессе возведения здания, существенно уменьшается за счет положительных характеристик, высокой плотности и сопротивляемости материала. При этом шлакоблок сохраняет свою легкость и может подниматься на большую высоту для кладки.

Что такое шлак и из чего он состоит

Шлаки – неметаллические искусственные силикаты, образовывающиеся на поверхностях различных металлов в процессе:

С точки зрения химического состава бывают виды шлаков:

В составе шлаков присутствуют и кремниевые, алюминиевые, магниевые, марганцевые, серные частицы и прочие компоненты. В зависимости от компонентного состава и концентрации веществ приобретает шлак свойства, отличающиеся характеристиками.

Свойства и область применения шлаковых материалов

Вопрос, что такое шлак, не может быть полностью раскрыт, не охарактеризовав сферу использования этого материала. В строительной индустрии приемлемо использование гранулированного шлака, отличающегося диаметрально. Крупногранулированные куски шлака на фото ниже.

Они приемлемы при отливе шлакоблоков. Материал отличается износоустойчивостью, небольшим удельным весом, тепло- и влагоизоляционными свойствами.

Важно знать, что плотность шлака зависит от компонентного состава смеси.

Оксиды

Плотность, г/см 3

Таблица плотности шлакового сырья

Масса и удельный вес материала

Достоинства шлакоблока как строительного материала

Если говорить о положительных и негативных сторонах вторсырья, проще всего выделить их на примере шлакоблоков. У материала такие преимущества:

Негативные качества шлака

Потребитель выделяет некоторые недостатки вторсырья:

Перед тем как окончательно определиться с выбором материала для индивидуального, жилого или промышленного строительства определите достоинства и недостатки этого сырья, ознакомьтесь детальнее со свойствами и применением шлака. Если этот факт для вас не имеет значения, а в приоритете только дешевый материал, то можно сэкономить и приобрести вторсырье.

Цены на материалы из шлака

Сравнительная характеристика стоимости шлаков разных типов

Источник

Шлак в строительстве: особенности, виды и использование

В металлургическом производстве, в результате сгорания топлива, углей и прочих присадок, образуется шлак – вторсырье, металлургические отходы. Сгорание и образование шлака происходит в процессе выплавки стали из железной руды. Получаемые отходы активно используются в строительстве, из них и с их применением изготавливают: шлакобетоны, пемзу шлаковую, минеральную вату и прочие утеплители. В свою очередь, отходы цветной металлургии разделяются на: передельные и отвальные шлаки.

Граншлак или гранулированный шлак образуется в момент быстрого снижения температуры, охлаждения раскаленного шлака в доменной печи и конвекторе. Такой материал обладает высокими вяжущими характеристиками и добавляется в цемент в виде минеральной добавки.

Граншлак это не просто присадка для бетонных растворов, он, помимо своих физических и химических свойств, имеет еще одну функцию – экологическую. Учитывая, какое количество разнообразных примесей, добавок, соединений имеется в его составе после выплавки, то использование его внутри бетонных конструкций, автоматически решает вопрос утилизации шлака.

В процессе разливки стали, имеющаяся на поверхности шлаковая пленка, защищает расплав от воздействия продуктов горения.

Шлак — использование в строительстве

Самое распространенное применение в строительной отрасли – наполнитель бетонных составов. Как отход металлургического производства, шлак более безопасный, чем те же отходы сгорания углей, потому что в углях, залегающих под землей, будь это бурый, каменный, антрацит, имеются в наличии радионуклиды.

Сгорая, концентрация этих веществ в дыме, резко возрастает, хотя в исходном состоянии их доля не так уж и велика, а в некоторых углях (бурый, каменный) концентрация приобретает недопустимые значения в санитарном плане. Получается, что в строительстве зданий и сооружений, жилых помещений, такой шлак не пригоден, потому что радиоактивный фон здания будет превышать предельно допустимые нормы.

В строительстве высотных зданий используются бетонные смеси из цементов с повышенными вяжущими свойствами, применяемый в них граншлак значительно улучшает прочностные характеристики конструкций (плит перекрытия). В кирпич, с повышенной износоустойчивостью, влаго- и теплоизоляционными качествами, добавляют граншлак с большей фракцией, из таких смесей получается прочные и легкие строительные материалы.

При производстве шлаковаты, тротуарной плитки, бордюров и брусчатки применяют мелкофракционный шлак (в том числе и пылевой). Такой шлак в готовом изделии отлично заполняет все имеющиеся пустоты и значительно упрочняет конструкцию. Часто применяется при возведении зданий с насыпными стенами.

Аналогичный эффекту от применения портландцемента, достигается эффект при добавлении в цемент шлаков, содержащих кальциевые силикаты, которые подвергают тонкому помолу для смешивания. Использование таких добавок дает:

Щебень из доменного шлака

Потому как граншлак это отход производства, то и цена на щебень из него в разы меньше цены на тот же гранитный щебень, который нужно добыть, доставить и раздробить с применением множества технологического оборудования. Щебень, полученный из доменного шлака, в своей кристаллической решетке имеет до 20 минералов (воластонит, мелилит, двухкальциевой силикат). Именно присутствие кальциевых силикатов и обуславливает необходимость применения продуктов, получаемых из этого шлака, при изготовлении тяжелых сверхпрочных бетонов.

Положительные и отрицательные стороны

Согласно ГОСТ 3344 плотность доменного щебня (из шлака) больше, чем у гранитного, но, в то же время, он более гигроскопичный, при этом, морозостойкие качества у него хуже и поэтому использование такого щебня ограничено в климатических зонах с преобладанием отрицательных температур. Различны значения предела прочности на сжатие, например у пористого шлака это 62 МПа, а у медеплавильного 140 МПа, для информации, у гранитного щебня этот показатель составляет 120 МПа. Важный момент – пористый очень дешевый, но в применении не везде допускается, а возможный аналог, медеплавильный по своим прочностным характеристикам находится с гранитным и по цене, практически, на одном уровне.

Обладая высоким показателем водопоглащения, доменный шлак уверенно занял свою нишу в такой отрасли как строительство дорог. Здесь его отличительная черта пришлась как нельзя лучше, ведь доменный шлак отлично утрамбовывается, быстро пропускает сквозь себя жидкость, по этим параметрам его применение более предпочтительно, чем гранитного.

Источник

Щебень шлаковый

Шлак – побочный продукт металлургических заводов. Фото Грунтовозов

Среди широкого перечня строительных сыпучих материалов особого внимания заслуживает щебень. Предприятия выпускают различные виды щебня, большая часть которых представляют собой натуральную продукцию, исходным сырьем для нее выступают горные породы природного происхождения, особенно востребованы гравийный, гранитный, известняковый, доломитовый, мраморный, кварцевый и сланцевый, базальтовый и пр. Однако, предоставляются на выбор клиентов и материалы, являющиеся продуктом вторичного производства.

Одной из разновидностей таких сыпучих материалов является шлаковый щебень.

Что это такое

Шлак представляет собой вторичное сырье, находящее достаточно широкое применение в различных сферах. Отходы промышленного производства отличаются по составу и характеристикам, их стоимость намного ниже аналогов. Использование вторсырья обеспечивает безотходность производства. Из вторсырья изготавливают различную продукцию: минеральная вата, шлакоблоки, пемза, литье, щебень и многое другое.

Шлаковый щебень является достаточно востребованным строительным материалом, но некоторые характеристики ограничивают его использование. Щебень имеет искусственное происхождение, его не добывают из недр земли, он представляет собой отход промышленного производства, т.е. формируется в результате переработки металлов, некоторых химикатов, твердого топлива и т.д.

Щебень может иметь различные цвета и оттенки: от насыщенного черного до практически белого.

Способы получения

Шлаковый щебень возможно получить несколькими способами:

1) Сгорание. Щебень является отходом от деятельности котельных, компаний химической и металлургической промышленности.

2) Литье. Щебень производится более целенаправленно, используется специальная технология. Горячая жидкая масса, представляющая собой расплавленные металлургические шлаки, выливается на заготовленную платформу. Затем масса охлаждается, дробится с помощью специализированной техники, просеивается, получившиеся фракции разных размеров сортируются и определяются в отдельные группы по величине. Такой метод является более дорогостоящим, но продукция выходит качественнее. В результате получается более зернистая и легкая структура, чем в первом случае.

Характеристики: вес 1 м3 и другие

Любому виду щебня присущ целый ряд характеристик и свойств. Каждый конкретный вид обладает собственными индивидуальными по величине показателями, не является исключением и материалы из шлаков. Однако, параметры щебня могут варьироваться в значительных пределах, так как они зависят от типа исходного сырья и от применяемых при производстве основной продукции технологий. Тем не менее возможно отметить некоторые определенные величины основных характеристик, которые регламентируются документами ГОСТ 5578-94 и ГОСТ 3344-83:

1) Прочность. Марка в соответствии с прочностью или дробимостью определяется при сжатии материалов в цилиндре. Чем большее давление выдерживают фракции, тем более высокая марка им присваивается. Для шлакового щебня — это марки М200-М1200.

2) Лещадность. Показатель подразумевает процент содержания в массе зерен неправильной (лещадной) формы — игольчатой и пластинчатой. Шлаковый щебень относится к 1-ой (кубовидной), 2-ой (улучшенной) и 3-ей (обычной) группам, содержание лещадных зерен составляет не более 35%.

3) Морозостойкость характеризуется количеством циклов замораживания и оттаивания, при котором потеря массы щебня не превышает установленных значений. В соответствии с данным показателем шлаковый щебень подразделяется на несколько марок: от F15 до F300. Для марок F15 и F25 потеря массы не должна превышать 10%, для F50, F100, F150, F200 и F300 — не более 5%.

Щебень шлаковый. Фото Дюна

4) Плотность: насыпная, использующаяся для расчета необходимого количества материалов, варьируется в пределах от 400 до 1600 кг/куб.м. и истинная, составляющая 2950 кг/куб.м.

5) Водопоглощение — способность щебня впитывать и содержать влагу влияет на качество будущих конструкций, в частности, бетонных. Шлаковый щебень отличает высокий показатель поглощения влаги — 0,4 до 7,3%. К влагостойким сыпучим материалам относится щебень с влагопоглощением не более 0,8%.

6) Вес одного кубического метра щебня варьируется, так как зависит от размера фракций: 5-20; 20-40; 40-70, составляет от 1000 до 1600 кг.

7) Радиоактивность является именно той характеристикой, которая ограничивает использование шлакового щебня. Выделяют три класса радиоактивности. Различные виды шлакового щебня относятся к 1-му, 2-му или 3-му классам. Для строительства зданий подходит только щебень первого класса.

Достоинства и недостатки

К основным достоинствам шлакового щебня относят:

Присутствуют у фракционных материалов и недостатки:

Сферы применения: для дорожного строительства и прочие

Низкая стоимость и достойные характеристики обеспечивают использование шлакового щебня в следующих сферах:

Фракции шлакового щебня. Фото Дюна

Разновидности: доменный и сталеплавильный, фракции и не только

Шлаковый щебень — это общее название материалов, производящихся из различных отходов производства. Выделяют несколько разновидностей шлакового щебня, наибольший интерес вызывают следующие:

Сталеплавильный шлак представляет собой продукт плавления флюсующих пород: известняков и извести. Сталеплавильный щебень — это недорогой материал, обладающий отличными физико-механическим характеристиками, что позволяет использовать его при строительстве магистральных дорог, аэродромных покрытий, в качестве наполнителя при производстве железо- и цементобетона, при возведении фундаментов. Основными достоинствами продукции являются способность выдерживать значительные температуры, стойкость к износу и воздействию кислотам.

Доменный щебень получают из отходов от производства чугуна из железной руды. Состав и свойства щебня зависят от применяемой технологии плавления руды, используемого топлива, особенностей процесса остывания и прочих факторов. Но характеристики доменного щебня практически не уступают сыпучим материалам природного происхождения. Таким образом, щебень применяется в дорожном и жилищном строительстве, изготовлении бетонных смесей, тротуарной плитки и кирпича, минеральной ваты, ЖБ конструкций, шлакоблоков, в качестве подсыпки. Важным преимуществом в сравнении с аналогами является отсутствие необходимости в добыче и обработке доменного щебня, что позволяет сэкономить финансовые средства, что положительно сказывается на итоговой стоимости.

Шлаковый щебень, как и любые другие строительные материалы, получаемые посредством дробления, классифицируется на отдельные группы в соответствии с размером зерен — фракций:

1) Крупные фракции 40-70 мм. относятся к стандартным типам, используются для изготовления бетонных смесей, в дорожном строительстве. Крупные фракции 70-120 относятся к нестандартным, применяются для реализации декоративных задач, например, для отделки. Чтобы придать зернам более привлекательный вид возможно их покрасить, выполнить эту процедуру возможно и самостоятельно.

2) Средние фракции 20-40 мм. предназначены для приготовления бетона, для замеса растворов, применяемых при строительстве автомобильных дорог, ж/д путей и фундаментов, производства железобетонных конструкций.

3) Мелкие фракции 5-20 мм. наиболее востребованы, используются при изготовлении бетона и конструкций из него, при строительстве дорожного покрытия и мостовых элементов.

Видео

Где купить

Приобрести шлаковый или другие виды щебня возможно в одной из компаний, которые представлены в отдельном разделе нашего сайта.

Источник

ГОСТ 5578-94 Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия

Шлак – это вторсырье, которое часто используется в строительстве в качестве наполнителя при приготовлении бетонных смесей. Промышленные отходы отличаются по химическому составу и физическим свойствам, при этом их стоимость значительно ниже других заполнителей. Это делает шлак очень популярным материалом при дорожном строительстве. Кроме этого из вторсырья изготавливают минеральную вату, шлакоблоки, пемзу, литье и многое другое. Благодаря использованию вторичного сырья обеспечивается безотходная технология производства стройматериала и значительно снижается уровень загрязнения окружающей среды.

Что такое шлак

Шлак – неметаллический искусственный силикат, который образуется на поверхностях различных металлов при:

Также, в процессе производства, шлаки строительные образуются при восстановлении руды, в ходе извлечения из сырья флюсов.

Если говорить о химическом составе отходов металлургии, то этот материал бывает нескольких видов:

Помимо этого, в отходах содержатся частицы кремния, алюминия, магния, марганца, серы и прочих компонентов. В зависимости от их объема шлак получает разные свойства.

Шлаковый щебень – что это такое

Данный материал является побочным отходом сталелитейного производства. Не вдаваясь в подробности, можно привести два основных варианта «добычи» этого вещества. В первом случае используются отвалы породы, оставшиеся после обработки металла. Это просто груды камней разного размера, которые сортируются по фракциям (размерам отдельных частей) и после этого сразу готовы к использованию. Такой подход – самый дешевый. Второй вариант заключается в специальной заливке шлака на определенную поверхность, его остывании и последующем дроблении при помощи специализированной техники. Так получается немного дороже, зато вещество выходит качественнее.

Смотреть галерею

Сфера применения и свойства шлака

Говоря о том, что такое шлак, стоит сказать о сфере применения этого материала. Чаще всего в строительстве используется граншлак разного диаметра:

По цвету, вторичное сырье может быть самым разным, начиная от насыщенного черного, заканчивая белым цветом. Нередко встречаются материалы перламутрового или сиреневого оттенка.

Плотность шлака колеблется в зависимости от компонентов, входящих в его состав.

Соответственно, если измерять этот показатель в «кубах», то эти значения будут колебаться от 800 до 3 200 кг на метр кубический.

Удельный вес сырья (то есть масса его вещества) составляет от 2,5 до 3,6 г/см3. Приблизительно такими же показателями отличаются природные породы камней. Однако стоит учитывать, что удельный вес шлака может отличаться в зависимости от вида сырья:

Кроме этого, свойства вторичного сырья определяются его типом. Сегодня в металлургии выделяют четыре основных вида шлака: черный, цветной, топливный и химический.

Разновидности щебня

Гранитный щебень

Гранитный щебень — это щебень из твердой горной породы зернистого строения, которая является самой распространенной на Земле. Гранитная скала представляет собой магму, выброшенную на поверхность земли и затвердевшую.Состоящую из хорошо сформированных кристаллов полевого шпата, кварца, слюды и т.д. И имеет цвет красный, розовый или серый, оправляемый от преобладания в нём шпата и слюды. Глыбы получают обычно путем взрыва монолитной скалы, затем они дробятся в машине, а полученный щебень просеивается по фракциям. Это последний этап производства щебня. Гранитную крошку также применяют в качестве противогололёдного реагента — это экологически чистый и удобный материал для увеличения трения со льдом.

Гравийный щебень

Гравийный щебень — щебень, получаемый путем просеивания карьерной породы, а также путем дробления природной каменной скалы. По прочности гравийный щебень уступает гранитному щебню, но есть и преимущества — радиоактивный фон его обычно очень низкий и цена ниже, чем на гранитный. Гравийный щебень применяют для фундаментных работ, для бетонов, в производстве ЖБИ, при строительстве дорог.

Известняковый щебень

Известняковый щебень — продукт дробления осадочной горной породы — известняка, состоящего, главным образом, из кальцита (карбонат кальция — СаСО3).Известняковый щебень (иногда его ещё называют известковый или доломитовый щебень) — один из основных видов щебня, который помимо гравийного и гранитного щебня применяется в дорожном строительстве, а также при изготовлении железобетонных изделий.

Шлаки цветной металлургии

Вторичное сырье этой категории пользуется меньшей популярностью ввиду дороговизны и трудоемкости его получения. В отличие от шлаков черной металлургии, цветное сырье обладает большим удельным весом и повышенным содержанием закиси железа, объем которого может доходить до 40%. Кроме этого, в состав таких материалов входят ценные и редкие металлы.

Иногда в строительной сфере применяют отходы цветной металлургии, которые образуются при выплавке никеля и меди. Медеплавное вторсырье отличается черным цветом и не распадается. При этом его плотность составляет от 3 300 до 3 800 кг/м3, а водопоглощение колеблется в пределах 0,1-0,6%.

Никелевое сырье обладает идентичными с медеплавными отходами показателями и свойствами.

Из шлаков такого типа редко изготавливаются строительные материалы, иногда их используют при производстве литых изделий или минваты. Намного чаще на производственную линию попадают доменные шлаки.

Шлаки черной металлургии (доменные)

Сырье этого типа бывает 3 типов:

Если говорить о свойствах шлака доменного, то он отличается высоким сопротивлением к измельчению, реакционной способностью и стабильностью. По гидравлическим свойствам гранулированный шлак бывает трех сортов:

Лучшими характеристиками обладает щебень, полученный в результате дробления отходов металлургических предприятий. Более дешева, но пориста и менее прочна щебенка, изготовленная из продуктов отработки котельных и доменных печей. Поэтому такой шлаковый щебень для дорожного строительства не используют.

Сфера применения материала зависит от размера зерен и марки прочности. Для строительства и обустройства дорог подходят материалы, полученные в результате переработки расплавов. На специальные площадки и в траншеи сливают раскаленные жидкие сплавы металлов и оставляют для застывания. После их дробят и просеивают, чтобы разделить на фракции.

Топливные шлаки

Каменноугольные и угольные шлаки, которые также часто называют золошлаками, сегодня широко применяются в промышленном строительстве. Такое сырье отличается от доменного более низким содержанием CaO и повышенным содержанием FeO. При этом угольный шлак отличается повышенной щелочностью.

Золошлак – это шлак гранулированный, который отличается черной окраской. Такой цвет образуется из-за двухвалентного железа, которое содержится в составе сырья. Встречается шлак коричневого, белого, оливкового и зеленого цвета (в зависимости от объема окисла). Для получения песка шлакового сырье измельчается, в этом случае его цвет будет серым.

Золошлаки получают в процессе сжигания различного топлива, в зависимости от типа которого можно определить, сколько вторсырья в нем содержится:

Однако стоит учитывать, вреден ли угольный шлак. Дело в том, что в этом материале содержатся радиоактивные вещества, поэтому использовать его в качестве наполнителя для бетонных стен и при организации стяжки для жилых объектов не рекомендуется.

Применение шлакового щебня в строительстве

Конкуренция заставляет предприятия строительной сферы искать новые способы удешевления своей продукции. Как правило, все начинается с исходных компонентов. В категории доступного сырья благодаря особым характеристикам выделяется щебень из шлака.

Виды и особенности

Шлаковый щебень – это раздробленные и разделенные на фракции отходы, которые образуются в процессе производства металла, некоторых химикатов, сжигания твердого топлива в котельных и тому подобного. В зависимости от размера зерен щебневая масса разделяется на:

От диаметра гранул зависит насыпная плотность материала, которая влияет на конструкционную прочность готовых смесей или изделий. Для него минимальный уровень – 1 000 кг/м3 и выше. Как показывают исследования, средние и тяжелые бетоны, произведенные с использованием щебневой массы из доменного шлака, демонстрируют отличные значения по прочности на растяжение, механические удары, долговечность и так далее.

Технические характеристики шлакового щебня включают также следующие параметры:

1. Прочность на сжатие в качестве наполнителя бетонных растворов – от М300 до М1200.

2. Содержание примесей (пыль, глинистые частицы) – не более 3 %. «Грязный» шлаковый щебень быстро разрушается, а смеси не набирают заданной прочности.

3. Водопоглощение – около 1,5-4 % от общей массы.

4. Морозостойкость – от 15 до 300 циклов замораживания-размораживания.

5. Радиоактивность должна соответствовать 1 классу.

Щебень из отвальных металлургических шлаков

Используется в следующих сферах:

1. Изготовление бетонных смесей всех марок, в том числе ячеистых. Гранулированные доменные отходы считаются гораздо лучшим наполнителем, чем гранитная «дробленка». Связано это с тем, что поверхность шлака обладает большей адгезивной активностью (сцепление) по отношению к цементному вяжущему. Поэтому застывший шлакобетон имеет больший процент прочности, чем гранито-гнейсовый.

2. Шлакоблок. В регионах, где сосредоточены предприятия металлургии, щебневые материалы из отходов обходятся значительно дешевле, чем остальные виды наполнителей. К тому же коэффициент теплопроводности готового изделия в 5 раз ниже, чем аналогичный показатель силикатного кирпича, то есть он теплее.

3. Производство тротуарной плитки с гранулированным доменным шлаком экономически эффективно – расходы уменьшаются в 1,5-3 раза. По этой же причине мелкофракционные отходы применяются для кирпича.

4. Выпуск ЖБИ. При этом используется щебень из шлака с морозостойкостью от F75 и выше.

5. Дорожно-строительные работы. Применяется в качестве недорогой подсыпки (не дробится при укладке и уплотнении, сохраняет ровность покрытия при повышенных нагрузках), а также для износоустойчивого асфальтобетона.

6. Изготовление каменной ваты. Технология позволяет использовать в производстве не только природный базальт, но и шлак. Продукция обладает неплохими качественными характеристиками, уступающими стекловате незначительно.

Чтобы купить шлаковый щебень, можно обратиться непосредственно на комбинат или позвонить продавцам нерудных строительных материалов. Большинство покупателей выбирает последний вариант, так как цена с транспортными услугами почти идентична. Стоимость щебня по Москве и Московской области приведена в таблице ниже.

Химические шлаки (электротермофосфорные)

Граншлаки – отходы производства фосфора, который изготавливается электротермическим методом. В таком вторсырье содержится до 98% стекла. Основу материала составляют CaO и Si02. Помимо этого в химических отходах содержатся частицы макулатуры, резиновой крошки, тряпья, полимерных материалов, попутных нефтепродуктов и многого другого. В связи с этим подобные шлаки довольно редко используются в строительстве.

Если говорить о самом распространенном типе шлаков, то это доменное вторсырье. Однако, несмотря на многочисленные преимущества, этот материал обладает и плюсами и минусами.

Источник