Строительство. Бетоны

Заполнители бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Щебень для бетона можно получить из доменных шлаков текущего выхода или дроблением и сортировкой шлаков из старых отвалов.

Шлаки в отвалах неоднородны по составу и свойствам. В зависимости от условий остывания степень их кристаллизации различна. Неодинакова их пористость и прочность.    В связи с этим целесообразна выборочная разработка старых отвалов или обо-

ащение шлака после дробления на щебень.

Универсальная    технологическая схема переработки доменных лаков для получения   250... 300 тыс. м3 щебня в год. По этой схеме для дробления шлаков используют ековые дробилки со сложным движением щеки, которые позвояют получить-щебепь фракций 5 ... 20, 20 ... 40 и 40 ... 70 мм содержанием зерен кубической формы более 90%- Двойная ектромагнитная сепарация позволяет освободить щебень от меаллических включений. Отсевы дробления   (0 ... 5 мм), составяющие порядка 40%, разделяют грохочением на ситах со щелеидными пустотами на две фракции 1,25 ... 5 мм (песок)  и 0 ...,25 мм. Последнюю   можно   использовать в качестве мелкой сотавляющей к гранулированному шлаку или в виде пульпы к раславу доменного шлака при получении граншлака. При использовании огненно-жидкого доменного шлака текуще-выхода его сливают на специальные литейные площадки или в

раншеи, где шлак при медленном остывании кристаллизуется. силу неравномерного охлаждения образуются трещины, поэтому лажденпый массив доступен непосредственной разработке экска-тором с последующим дроблением. Для усиления растрсскива-я и облегчения последующей переработки шлак после кристализации (при естественном охлаждении до температуры примерно 10°С) поливают водой. ГОСТ 5578—76 содержит технические требования к щебню из менного шлака, в основном аналогичные требованиям к обыч-му щебню из природного камня. Важным дополнением являют-требования по устойчивости структуры.

В   зависимости от химического и минералогического   составов которые шлаки могут подвергаться распаду.    Иногда кусковой

лак самопроизвольно превращается в порошок. Исследованиями тановлено, что основной причиной возможного разрушения яв-ется образование в шлаке неустойчивых силикатов кальция, етерпевающих затем объемные деформации. Такое разрушение зывают силикатным распадом.

Чтобы проверить стойкость шлакового щебня к силикатному спаду, пробу испытывают пропариванием над кипящей водой и в автоклаве в среде насыщенного водяного пара при давлении МПа (ГОСТ 9758—86). Таким образом процессы распада си-ката кальция нестабильной формы интенсифицируются и прояв-ются в измельчении зерен. Шлаковый щебень считается стой-м к силикатному распаду, если в результате испытания потеря массе данной фракции, т. е. отсев мелочи на сите, не превыша-5%.

Предварительная оценка пригодности доменного шлака для про-

водства щебня производится   по данным   химического   анализа.

едполагается, что шлак будет иметь устойчивую структуру, если

массовая доля в нем оксида кальция удовлетворяет условию CaO<0,92SiO2+Al2O3+0,2MgO

Устойчивую структуру имеют, как правило, кислые шлаки.

Для стабилизации в шлаки, склонные к распаду, вводят некоторые добавки, растворяющиеся в расплаве и направляющие кристаллизацию в желаемом направлении с образованием устойчивых минералов.

По показателю дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре щебень из доменного шлака подразделяется на четыре марки: Др45 — для бетона с пределом прочности ниже 20 МПа, Др35 — для бетона с пределом прочности 20 ... 30 МПа, Др25 — для бетона с пределом прочности 30 ... 40 МПа, Др15 — для бетона с пределом прочности 40 МПа и выше.

Таким образом, на щебне из доменного шлака можно получать высокопрочные бетоны для разнообразных конструкций. Шлаковый щебень в районах сосредоточения металлургической промышленности обходится значительно дешевле других заполнителей, в частности щебня из природного камня, его применение дает большой экономический эффект.

Однако содержащаяся в шлаке сера может вызвать коррозию стальной арматуры. В связи с этим использование шлакового щебня в производстве железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой должно быть обосновано специальными исследованиями, а если содержание серы больше 2,5%, то требуется специальное исследование бетонов для всех видов конструкций.

Насыпная плотность шлакового щебня для тяжелого бетона должна быть не менее 1000 кг/м3. Это плотный и прочный заполнитель черного или темно-серого цвета, шероховатый в изломе.

Некоторые виды шлаков, так называемые «газистые», вспучиваются пузырьками выделяющихся газов и застывают в виде пористого материала. Например, пористые отвальные шлаки завода «Азовсталь» имеют плотность зерен 0,4... 1,6 г/см3 и предел прочности соответственно 2,5 ...40 МПа (пропорциональный квадрату плотности). Насыпная плотность щебня из таких шлаков составляет; 800 кг/м3 и менее, поэтому он может быть применен для легких бетонов. В основном же пористые заполнители для легких бетонов из металлургических шлаков получают искусственной поризацией.

Для получения высокопрочного плотного щебня из доменного шлака часто требуется их дегазация. Это может быть достигнуто введением в шлаковый расплав специальных добавок, а также, как показали П. А. Кривилев и другие, путем его виброобработки.

Отвальные пористые шлаки в значительной степени неоднородны. Для того чтобы повысить эффективность их применения, как   показали   исследования   Донецкого ПромстройНИИпроекта (А. А. Баринов и др.), целесообразно обогащение с разделением по плотности на ппевмоклассификаторах, серийно выпускаемых промышленностью и используемых на углеобогатительных фабриках.

Исследование ВНИИОМпромжилстроя показало возможность разделения предварительно фракционированного пористого шлака способом метания с помощью быстроходного (15 м/с) питателя. Дальность полета зерен шлака—12... 19 м, причем легкие зерна падают ближе, чем тяжелые.

В Днепропетровском инженерно-строительном институте (Б. Ш. Дубовый, В. Е. Бойко) разработана технология разделения шлакового щебня воздушной струей вентилятора. Чем легче зерна, тем дальше от вентилятора относит их воздушная струя. Так, при исходной насыпной плотности шлакового щебня (фракции 10 ... 20 мм) 950 кг/м3 был получен щебень трех классов с насыпной плотностью 1;2Ю, 970 и 730 кг/м3. На самом тяжелом можно получать конструкционные бетоны более высокой прочности при меньшем расходе цемента, на самом легком — бетоны с меньшей теплопроводностью. Экономический эффект в 10 раз превысил затраты на разделение щебня.