Шлак металлургический

Алан-э-Дейл       02.05.2022 г.

Сфера применения

Для каждого вида строительных работ требуется своя разновидность щебенчатой продукции.

Мелкий щебень подходит для подушечного слоя под фундамент. Для других строительных работ применяется доменный щебень средней и крупной фракции. Ломаное строение частиц доменного щебня способствует крепкому сцеплению при замесе бетона.

Готовый продукт – доменный щебень, обладает специфическими физико-химическими характеристиками, которые обуславливают его применение в строительстве и других сферах.

Чтобы перечислить все существующие разновидности щебня не хватит одной статьи, так как все они отличаются физическими и химическими свойствами. Благодаря этому каждый вид щебня предназначен под определённые задачи.

Чтобы сделать бетон из доменного щебня, необходимо смешать с водой несколько смесей. Обычно, гравий и песок являются наполнителем, а веществом, связывающим все элементы, — цемент. Однако в некоторых ситуациях цемент не используется, а применяются другие вещества. Из-за этого бетон может быть: асфальтным, гипсовым, полимерным, силикатным или шлакощелочным.

Бетон из доменного щебня

Также в состав могут добавляться модифицирующие примеси, изменяющие свойства материала.

Если коротко, то весь доменный щебень можно поделить на 2 группы: обычный, используемый для возведения конструкций, строений или фундамента, и специализированный, когда в строительных работах нужны определённые физические или химические качества. К таковым можно отнести: теплоизолирующие, химически-стойкие, гидротехнические и другие.

Щебень из гранита крупной и средней величины обладает малым водопоглащением, что позволяет использовать его в качестве дренажа. Доменный щебень, наоборот, имеет свойство усиленно поглощать воду. Именно поэтому его часто используют в производстве дорожных покрытий.

Как правило, при возведении определённой конструкции используется проект, в котором чётко обозначены характеристики требуемого строительного материала. Для щебня существует специальная система маркировки, которая и поможет легко сориентироваться при выборе. Доменный щебень широко используется в строительстве дорог.

Делайте правильный выбор, который поможет сэкономить финансы.

Возможные достоинства и недостатки такого выбора

Шлакоблок — это пористый материал, который создается путем смешивания наполнителя и цемента. В качестве наполнителя используются битый кирпич, шлак, песок, щебенка, благодаря чему затраты на производство одного блока минимальны. Кроме того, материал выходит довольно прочным, благодаря чему может выдерживать колоссальный вес. При обустройстве фундамента учитывают эти 2 фактора, но многие забывают еще о нескольких немаловажных нюансах:

  1. Шлакоблоки очень тяжелые — настолько, что один человек с трудом управляется с транспортировкой поштучно. Именно из-за этого могут появиться дополнительные затраты на аренду спецтехники.
  2. Также стоит заметить, что блок имеет пористую структуру, из-за чего материал плохо переносит мороз и никак не способствует утеплению конструкции. Чтобы этот недостаток перекрыть, необходимо использовать хорошую гидроизоляцию и утеплитель, а это дополнительные затраты.
  3. Шлакоблочное основание ни в коем случае нельзя возводить на зыбучей почве по типу суглинка, поскольку постройка сместится под собственным весом.
  4. Не рекомендуется размещение построек с основанием из этого материала в местности с высокой влажностью и близким залеганием к почве грунтовых вод.
  5. Не стоит забывать, что шлак — это токсичное вещество, крайне вредное для человеческого здоровья.

Как видим, у этого материала много недостатков. Существуют ли достоинства, способные их перекрыть?
На самом деле есть несколько моментов, которые могут слегка компенсировать затраты:

  1. Блоки большие, поэтому требуется меньше материала на сборку конструкции. Кроме того, себестоимость шлакоблока — копейки, что позволяет выделить хорошую часть бюджета на компенсацию недостатков.
  2. Не требуется особых навыков для укладки рядов шлакоблоков, поэтому их можно укладывать самостоятельно.
  3. Если правильно защитить фундамент под шлакоблок, он пробудет в эксплуатации очень долго — несколько десятков лет.
  4. Требуется меньше времени на обустройство фундамента, не нужна опалубка.
  5. Нет усадки.

Так что определенный смысл делать фундамент для дома из шлакоблока есть, но для компенсации всех недостатков этого выбора придется потратить значительную сумму на дополнительные материалы.

Граншлак

Каталог статей > Сыпучие материаллы > Граншлак

Перейти к прайс листу на граншлак

Производство шлаков и виды шлаков

Шлаком называют неметаллический многокомпонентный расплав, который покрывает поверхность жидких металлов при металлургических процессах, таких как: плавка исходного сырья, обработка расплавленного промежуточного продукта и рафинирование жидкого расплава. При окончании металлургических процессов шлак имеет затвердевшее камневидное или стекловидное состояние, называемое еще «сплавом оксидов переменного состава». При металлургическом производстве шлаки появляются в сопровождении процесса восстановления руды и извлечения из неё так называемой пустой породы, флюсов и коксовой золы при их химическом взаимодействии с карбонатными породами. Основными компонентами шлака являются: кислотные оксиды SiO2 и TiO2, основные оксиды CaO, FeO, MgO, нейтральные оксиды Al2O3, ZnO. Тем самым в зависимости от количественного преобладания основных или нейтральных оксидов шлаки разделяются на основные и кислые.

Подразделение шлаков в зависимости от вида производства

Шлаки черной металлургии:

— Доменные которые могут быть не гранулированные, гранулированные, пемзы.

Шлаки цветной металлургии

— Медеплавильные, никелевые, алюминиевые (вторичные), прочие.

Шлаки химической промышленности

— Электротермофосновные

Шлаки черной металлургии: доменные и сталелитейные

В строительстве преобладает использование доменных шлаков получаемых при производстве чугуна.

Шлак доменный негранулированный получают путем воздушного охлаждения шлака с последующим его дроблением и грохочением. Использование такого шлака преимущественно наблюдается в дорожном строительстве в качестве замены щебня, как дополнительный наполнитель в асфальтобетон и бетон, в сельском хозяйстве для раскисления почв, а также в качестве железосодержащего материала для вторичной переплавки в доменных печах. Шлак доменный негранулированный гидравлическими свойствами не обладает.

Шлак доменный гранулированный получается при выплавке чугуна путем резкого охлаждения водой на гранустановке. Используется гранулированный доменный шлак преимущественно в качестве активной минеральной добавки в цемент.

Шлаковой пемзой называют литой кислый шлак. Для его создания необходим специфический режим охлаждения. Вяжущими свойства отсутствуют. Используют как утеплитель (подсыпка под перекрытия пола первого этажа домов), звукоизоляционный материал, необходим при производстве легких бетонов и изделий из них (шлакоблоки).

Рис1. Шлак черной металлургии

Основной полезной характеристикой доменного шлака является его основность, тоемть сопротивление измельчению, реакционная способность, химический состав и его стабильность. Плотность шлаков составляет 2,7-3 г/см3 (2700кг/м3-3000кг/м3), насыпная плотность – 1,3-1,5 г/см3 (1300кг/м3-1500кг/м3). Гидравлические свойства доменного граншлака определяются по величине коэффициента качества (К).

В зависимости от коэффициента качества и химического состава гранулированные доменные шлаки разделяются на три сорта:

% Al2O3

(не менее)

% MgO

(не более)

% TiO2

(не более)

% MnO

(не более)

К
I сорт 8,0 15,0 4,0 2,0 1,65
II сорт 7,5 15,0 4,0 3,0 1,45
III сорт до 7,2 15,0 4,0 4,0 1,20

Шлаки цветной металлургии

В строительстве и производстве строительных материалов имеют интерес цветные металлургические шлаки от производства меди и никеля. Отвальные медеплавильные шлаки имеют черный цвет, которые не подвергаются распаду. Плотность таких шлаков шлаков составляет 3300-3800 кг/м3, водопоглощение 0,1-0,6%, предел прочности при сжатии 120-300 МПа.

Никелевые шлаки имеют столь же высокие показатели физико-механических свойств, как и медные. Относятся к кислым по химическому составу. Имеют стекловидную фазу, но не смотря на это практически не обладают гидравлической активностью. Применение шлаков цветной металлургии в настоящий момент не велико, находят место применения в производстве цемента и при получении минеральной ваты и литых изделий.

Рис2. Шлак цветной металлургии

Электротермофосфорные гранулированные шлаки

Являются отходами при производстве фосфора методом электротермической возгонки. Получаются быстрым охлаждением силикатного расплава, образующегося в электропечах при плавке шихты из фосфорной руды, кварцита и кокса.

Рис3. Электротермофосфорный гранулированный шлак

Цена: 14560.0 руб за 20т

Цена: 8400.0 руб за 10т.

Цена: 12320.0 руб за 15т.

Общие свойства

Доменные шлаки представляют собой сплавы (твердые растворы) силикатов, алюминатов, сульфидов и некоторых солей, особенно фосфатов, различных оснований, гл. обр. кальция, магния, железа, марганца. Получаясь в восстановительном пламени, доменные шлаки содержат свободные закиси кальция, железа и марганца, растворенные, по Джексу (Jex), в смеси анортита (известковый полевой шпат) СаО·Аl2O3·2SiO2 и волластонита CaO·SiO2. При правильно ведущемся доменном процессе цвет шлаков — светлый («спелые шлаки»): светло-серый, белый, желтоватый, зеленоватый, синеватый и т. д., а при сыром ходе доменной печи — черный, от большого содержания железа. Текстура шлаков тоже изменчива и бывает стекловидной, камневидной и фарфоровидной, в зависимости от состава и быстроты затвердевания доменных шлаков.

Теплота плавления 360—450 Cal, удельный вес доменных шлаков около 2,8, объемный вес и теплопроводность приведены в табл. 1.

Состав доменных шлаков весьма изменчив; предельные количества составляющих доменных шлаков, получающихся при выплавке некоторых сортов чугуна, представлены в табл. 2.

В зависимости от преобладания в составе оснований, фосфорной и кремневой кислот, доменные шлаки бывают основными, фосфатными или силикатными. Наиболее часто доменный процесс дает именно силикатные шлаки.

По числу, выражающему отношение содержания кислорода в кремнекислоте (SiО2) к содержанию кислорода в основаниях RO (где R — двухвалентный элемент), согласно валовому анализу силикатных шлаков, они разделяются на виды, сопоставленные в табл. 3.

Только две из этих степеней окремнения соответствуют действительным химическим соединениям: моносиликаты — ортосиликатам (например, Ca2SiО4) и бисиликаты — метасиликатам (например, CaSiО3). Схематическое деление табл. 2 особенно хорошо отвечает продуктам металлургии цветных металлов, где содержание Аl2O3 в шлаках бывает незначительно. При плавке на коксе доменные шлаки близки к моносиликатам (35—48% СаО, 30—38% SiО2, 6—18% Аl2O3, кроме того MgO, MnO, FeO, CaS); при плавке на древесном угле получаются по преимуществу бисиликаты. Богатые SiО2 и Аl2O3 шлаки близки к стеклам и при быстром застывании получают стекловидную текстуру; они не имеют определенной точки плавления и при нагревании сперва проходят через состояние размягчения и затем тягучести. Наиболее вязки шлаки, содержащие ТiO2; напротив, основные шлаки (богатые СаО и MgO), несмотря на более высокую температуру плавления, при нагреве обнаруживают меньшую вязкость; при отвердевании, особенно если охлаждение идет медленно, они выкристаллизовываются и приобретают текстуру каменистую; быстрое охлаждение делает шлаки очень хрупкими, подобными портландским цементам.

Несмотря на сложность состава, доменные шлаки во многих случаях могут рассматриваться как системы из трех компонентов — СаО, SiO2 и Аl2O3, поскольку FeO при хорошем ходе процесса по незначительности содержания не имеет значения; содержание окислов других металлов невелико; щелочноземельные окислы, особенно MgO, м. б. пересчитаны на СаО

В отношении доменных шлаков важно знать температуру перехода их из одного состояния в другое. Эта задача сводится к изучению смесей трех главных окислов и распадается на изучение трех двойных систем; диаграммы их представлены на фиг

1 — по Шеперду и Ренкину (Аl2O3—SiO2), фиг. 2 — по Шеперду, Ренкину и А. Л. Дену (СаО—SiO2) и фиг. 3 (СаО—Аl2O3).

Первая система дает одно химическое соединение (силлиманит), с 1816°, и две евтектики, с температурой плавления около 1600 и 1810°. Вторая система, практически наиболее важная, дает два химических соединения — CaSiО3 с температурой плавления, 1 540° и Ca2SiО4 с температурой плавления 2130° — и евтектики с соответствующими температурами плавления 2015°, 1440° и 1326°:

Третья система дает соединения: ЗСаO·Аl2O3, плавящееся с разложением, 5СаO·ЗАl2O3, с температурой плавления 1380°, СаО·Аl2O3, с температурой плавления 1590° и ЗСаO·5Аl2O3, плавящееся с разложением.

Тройная система (фиг. 4) указанных компонентов дает два тройных соединения: CaO·Al2O3·2SiO2 c температурой плавления 1550° и соединение 2CaO·Al2O3·SiO2 с температурой плавления около 1600°.

Утилизация шлаков

Современная ценность шлаковых пород достаточно высока, чтобы их попросту выбрасывать. Спросом пользуются даже отвальные доменные шлаки – образующиеся при сливе отходов в отвал и его последующей разработке. Такая разновидность вторичных материалов представляет собой кусковые породы с максимальными размерами до 120 мм. Утилизация отвального шлака достаточно условна. Куски необходимо выдержать определенное время на открытом воздухе, позволив природе совершить естественный отбор. Это позволит отсортировать пригодный для переработки материал от распадающихся шлаков или сернистых соединений.

Установка для переработки металургического шлака. На выходе щебень и металл. 1. Вибропитатель на опорной раме; 2. Агрегат сортировки; 3. Галтовочный барабан; 4. Агрегат крупного дробления; 5. Агрегат среднего дробления; 6. Агрегат сортировки; 7. Конвейера на базе (2 шт.); 8. Конвейер; 9. Конвейеры; 10. Конвейеры; 11. Конвейеры; 12. Конвейеры (3 шт.); 13. Железоотделитель на опоре (4 шт.); 14. Агрегат управления

Сфера реализации  отвального шлакового щебня – грунтовка под нижний слой бетонных покрытий, а также применение в дорожном строительстве.

Видео  – переработка и сортировка сталелитейного шлака

https://youtube.com/watch?v=L74K2WQGzWE

Основные характеристики материала

При выборе сферы применения щебня необходимо знать его характеристики по плотности и прочности. Плотность щебня зависит от способа его получения. Плотный щебень получают из плотных отвальных шлаков, а пористый вариант – из расплавленных шлаков с их дальнейшим насыщением газами. Плотный щебень шлаковый применяется как заполнитель для тяжелых бетонов, а пенистый – для производства легких бетонов. Прочный материал, полученный из шлаков доменных печей, по прочности подразделяется на 5 марок. Он идет на производство тяжелых бетонов: чем прочнее бетон, тем прочнее должен быть заполнитель.

  1. Прочность. Проверяется методом сжатия. Чем большее давление выдерживает материал, тем более высокую марку ему присваивают.
  2. Загрязненность. В качественном продукте примесей должно быть не более 3%, иначе изделие, изготовленное из загрязненного материала, быстро разрушится.
  3. Гигроскопичность. Качественный продукт должен поглощать жидкость в количестве от 1,5 до 4% от его массы.
  4. Стойкость к перепадам температуры. Качественный продукт должен выдерживать до 300 процедур заморозки и размораживания.
  5. Радиоактивность вещества должна быть в пределах допустимых норм.

Искусственный камень из шлаковых отходов имеет массу преимуществ по сравнению с натуральными аналогами. Прочный щебень очень износоустойчив: хорошо переносит трение, сопротивляется повышенным механическим нагрузкам и выдерживает сильные морозы. Пористый материал из пенистых шлаков является легким, но прочным, не создает дополнительной нагрузки на несущие строительные конструкции. Он хорошо отталкивает тепло и его часто применяют для теплоизоляции.

Особенности работы с материалом

Прежде всего нужно выбрать правильные виды блоков из шлака для монтажа фундамента. Есть пустотелый материал — он не нужен, а вместо него потребуется закупить шлакоблок с щебневым наполнителем. Эта разновидность самая прочная, а все остальное можно подогнать дополнительными материалами.
Фундамент для дома необходимо начинать в сухой период года и постараться закончить основные работы до сезона дождей. Чем больше влаги накопится внутри блоков до зимы, тем хуже для всей конструкции.
Учитывая особенности кладки, размеры блока и прочие мелочи, даже один человек управится с монтажом основания под солидный дом менее чем за неделю. Сразу же стоит позаботиться о защите от влаги, иначе существует риск того, что вся работа будет проделана напрасно, когда внезапно пойдет дождь.
Дальше потребуется очень быстро возвести стену, сделать хотя бы черновую кровлю, чтобы постройка была защищена от влаги максимально и со всех сторон.
Стоит более детально разобрать некоторые особенности монтажных работ и последовательность их проведения.

Металлургический шлак

Химический состав ( в % металлургических шлаков.

Металлургические шлаки представляют собой силикатные системы с различным содержанием железа. Химический состав и физические свойства шлаков весьма разнообразны. Так, доменные шлаки по химическому составу подразделяют на основные ( в которых преобладают СаО и MgO), кислые ( с повышенным содержанием SiO2 и А12О3) и — нейтральные с равяым содержанием таких оксидов. Отношение содержания СаО и MgO к содержанию SiO2 и AljOs называется степенью или модулем основности шлака, а обратное отношение Si02 Al2O3 к CaO MgO-степенью или модулем кислотности. В табл. III.1 указан химический состав шлаков ряда заводов СССР.

Металлургические шлаки представляют собой ценное сырье для производства ряда строительных материалов и изделий, являющихся более дешевыми и прочными, чем полученные из природного сырья. В настоящее время почти на всех металлургических предприятиях организованы цехи или отделения по переработке шлаков.

Металлургические шлаки получают при охлаждении расплава, образованного примесными минералами руд, флюсов и золы топлива. В зависимости от температуры факела пылевидные золы могут быть получены из расплавленной минеральной части топлива или в результате термической обработки без плавления.

Металлургические шлаки делятся на шлаки черной и цветной металлургии. К шлакам черной металлургии относятся доменные, ферросплавные, сталеплавильные; к шлакам цветной металлургии — медеплавильные, никелевые, полиметаллические.

Металлургические шлаки, используемые в качестве фосфорных удобрений, являются побочными продуктами выплавки стали в конверторах основным томасовским способом или в мартенах при основном процессе. Они называются томасшлаками и основными мартеновскими шлаками.

Металлургические шлаки получаются при металлургических процессах, протекающих при высоких температурах. Состав металлургических шлаков зависит от химического состава руды, флюса и топлива. В основном они содержат окислы кремния, кальция и железа.

Металлургические шлаки Мончи и Печенги.

Металлургические шлаки Мончи и Печенги, изд.

Металлургические шлаки, используемые в качестве фосфорных удобрений-являются побочными продуктами выплавки стали в конверторах томасовским ( основным) способом или в мартенах при основном процессе. Они называются соответственно томасшлаками и основными мартеновскими шлаками.

Металлургические шлаки — отходы мартеновских, доменных, электроплавильных и других процессов представляют собой продукты размола, гранулирования или самораспада шлаков.

Металлургические шлаки и хвостовой концентрат транспортируют навалом-в закрытых емкостях. Цементная пыль перевозится автомашинами или вагонами-цементовозами. Шлаки при хранении в помещении следует защищать от влаги и загрязнений.

Металлургические шлаки, содержащие значительное количество кальция и магния, в измельченном виде применяются для известкования кислых почв. Фосфатные шлаки содержат фосфорную кислоту в лимоннорастворимой форме и применяются в качестве фосфорных удобрений. Томасшлак и Фосфатшлак мартеновский.

Металлургические шлаки характеризуются значительной электропроводностью, что указывает на присутствие в них ионов и, следовательно, на электрический тип связи. Однако как следует из сказанного выше, этот тип связи не является в шлаках единственным. Особенно сильно поляризация проявляется в присутствии катионов с большим зарядом и малым радиусом. Вокруг такой частицы образуется сильное электрическое поле, так как, согласно закону Кулона, сила взаимодействия между зарядами пропорциональна их величине и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Металлургические шлаки, которые не поступили для переработки на шлаковый двор, накапливаются на шлаковых отвалах. По гребню отвала проложен тупиковый железнодорожный путь, связанный с системой железнодорожных путей завода, откуда приходят шлаковозные составы. В связи с этим шлаковый отвал имеет минимальную высоту в его начале и максимальную высоту в его конце.

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.

Подготовка участка к обустройству фундамента из шлака

Итак, строительство фундамента из шлака начинается с подготовки места застройки. Прежде всего, нужно убрать с площадки весь мусор, снять верхний 10-ти см слой плодородной почвы и подготовить инструменты для рытья и обустройства траншеи под фундамент.

Для проведения подготовительных работ понадобятся следующие материалы и инструменты:

Необходимые материалы и инструменты: лопата, доски, гвозди и молоток.

  1. Лопата.
  2. Молоток.
  3. Доски.
  4. Гвозди.
  5. Обрезки труб.

Глубина закладки фундамента из шлака должна составлять не менее 1,2 м. Это позволит значительно снизить риск деформации фундамента вследствие подвижек грунта. Глубина траншеи должна составлять не менее 1,5 м, так как также потребуется обустроить качественную подушку. Для формирования подушки используется мелкий щебень или речная галька.

Короб опалубки сбивается из цельных досок. Ширина между параллельными стенками должна составлять не менее 70 см. Короб опалубки должен возвышаться над уровнем почвы не менее чем на 25 см. Далее устанавливаются внутренние и внешние распорки, чтобы зафиксировать короб. Внутри короба нужно поместить обрезки труб, которые будут в дальнейшем служить выходами для коммуникаций. Это очень важный момент, так как нарушать целостность готового фундамента не рекомендуется.

Кроме того, на подготовительном этапе работ по обустройству фундамента из шлака нужно сделать арматурную сетку. Для изготовления сетки берется арматура с ребристой поверхностью. Оптимальный размер сечения составляет 12 мм.

Для вязки арматуры лучше всего использовать специальную вязальную проволоку. Арматурные стержни перед связкой в арматурную сетку необходимо тщательно обработать антикоррозийной мастикой, чтобы обезопасить от появления ржавчины.

После полной установки арматурной сетки можно приступать к засыпке и утрамбовке основного материала — шлака

При формировании арматурной сетки будущего фундамента очень важно проследить, чтобы ее крайние части располагались на 5-ти см отдалении от стенок короба опалубки

В этом случае арматура будет надежно спрятана в недрах фундаментной плиты, изготовленной из шлака.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.