Материалы для покрытий открытых спортплощадок
Котельный шлак представляет собой продукт сжигания твердого минерального топлива (каменный уголь, кокс и др.) в котельных установках. Характер процесса сжигания зависит как от конструкции котельной установки и температуры горения, так и от вида сжигаемого минерального топлива и в значительной степени определяется физическими свойствами и химическим составом шлаков. Высококалорийные угли дают при сгорании шлаки средней крупности темно-серой и черной окраски. Малокалорийные бурые угли — бурые и красноватые шлаки с большим содержанием песчанистых и пылеватых частиц.
Составными компонентами шлаков являются: клинкер — продукт полного или частичного расплавления частиц при сгорании минерального топлива; кокс, несгоревший уголь, зола. Механическую прочность шлака обусловливают оплавившиеся продукты.
Химический состав шлаков неодинаков, однако общим для различных видов шлака является значительное содержание кремнезема, окислов железа и алюминия (до 80% по весу).
Котельные шлаки (гарь), используемые для приготовления специальных смесей, должны удовлетворять следующим требованиям:
а) следует использовать шлаки от сгорания жирных длиннопламенных углей — антрацитов, прочные и не содержащие значительных примесей стекловидных или пемзовидных включений серого цвета. Шлаки от сгорания тощих или бурых (типа подмосковных) углей и рыхлая гарь, содержащие хрупкие малопрочные частицы, непригодны для приготовления специальных смесей;
б) в шлаке должны полностью отсутствовать инородные включения. Рекомендуется допускать содержание частиц несгоревшего угля в шлаке не свыше 5%. Капиллярная влагоемкость не должна превышать 30%, в противном случае понижается стойкость покрытия к атмосферным воздействиям, а увлажненная смесь трудно поддается высушиванию;
в) при наибольшей крупности частиц до 7 мм гранулометрический состав шлаков должен характеризоваться содержанием частиц менее 0,10 мм не свыше 10%. Если заготовленный шлак содержит более 25% мелких фракций (менее 0,25 мм), он нуждается в дополнительном просеивании для удаления избытка пылеватых частиц;
г) объем заготовленного шлака с однородными физико-механическими показателями должен быть достаточным для того, чтобы покрытие какого-либо одного сооружения было целиком выполнено из смеси, содержащей однородный шлак. Не допускается строительство покрытий отдельными участками из смесей, содержащих шлаки с неодинаковыми свойствами.
Для выявления степени пригодности для строительства образцы шлаков из различных партий подвергаются анализу. Отобранные партии шлаков поступают для механической обработки, состоящей из операции предварительной сортировки и последующего дробления.
Предварительная сортировка имеет целью разделение шлака по фракциям, при котором частицы крупнее 7 мм направляются на дробильную установку, а материал требуемого гранулометрического состава накапливается в штабелях.
Такая сортировка улучшает качество дробления и повышает производительность дробильно-сортировочной установки. Сортировка осуществляется на цилиндрических и плоских грохотах.
Дробление шлаков осуществляется щековыми, валковыми или молотковыми дробилками. Шлаки, поступающие в дробильно-сортировочную установку, должны быть полностью освобождены от инородных и металлических включений. Последние могут быть извлечены способом магнитной сепарации. Применение шаровых мельниц и бегунов для измельчения шлаков не рекомендуется, так как дает большой процент мелких фракций в обрабатываемом материале. Как при механизированном, так и при ручном способе приготовления специальных смесей из штабелей заготовленного шлака берутся пробы для производства анализа гранулометрического состава. Хранение заготовленного шлака производится в штабелях под навесами для недопущения переувлажнения.
Шлак для утепления пола — плотность и область применения
Шлак — продукт отхода обработки металлургической продукции, а также химических производств или продуктов топливного сгорания.
Представляет собой сыпучий материал, состоящий из фракций разных размеров.
Продукт получил популярность среди утеплений строительных конструкций и элементов благодаря своим термоизоляционным свойствам.
Виды шлакового утеплителя
В многообразии шлаковых утеплителей можно выделить:
Отходами выплавки чугунных изделий является доменный шлак. В состав наполнителя входят следующие химические элементы:
Доменные наполнители подразделяются на несколько видов:
Составы, в которые входят никель или медь, становятся источником производства металлургического шлака. Каменноугольный шлак имеет высокие показатели теплоизоляции.
Наполнитель, получаемый в процессе реализации топливных материалов, называется топливным шлаком. Качество наполнителя определяется процентом наличия примесей. При высоких процентах примесей продуктов сгорания, наполнитель теряет свои теплоизоляционные свойства.
Разновидности шлака
Металлургические
Подразделяются на шлаки цветной и чёрной металлургии. К шлакам чёрной металлургии относятся:
Шлаки цветной металлургии: к ним относятся отходы медеплавильного, никелевого, свинцового и цинкового производства.
Фосфорные
Получаются как отходы производства фосфорных удобрений. Используются в производстве пемзы или минеральной ваты. В качестве присадки к цементам добавляют, только если бетонные изделия из такого цемента проходят стадию высокотемпературного пропаривания.
Зольные
Представляют собой остаток от сжигания твёрдого угля и горючих сланцев. В жилищном строительстве практического применения не находят из-за высокого содержания в них радионуклидов, но могут применяться при производстве тротуарной плитки или если применяются как наполнители для асфальтовых смесей, где возможное образования пыли будет связываться смолистыми фракциями. Имеет значение ещё и метод охлаждения этих шлаков сразу после их образования: если охлаждение происходило водой, то есть быстро, образуется стекловидная структура, которая более стойкая, чем микрозернистая, получаемая при медленном, естественном остывании.
Основные технические характеристики доменного шлака
При утеплении основным показателем считают теплопроводность. Согласно ГОСТу и СНиПам, коэффициент теплопроводности щебня из доменного шлака составляет 0,21 Вт/(м°С).
Для сравнения возьмём показатель теплопроводности минеральной ваты средней жёсткости. Она составляет 0,0326 Вт/(м°С). Это говорит о том, что при утеплении строительной конструкции слой шлакового щебня должен быть толще, чем слой минеральной ваты:
Для примера, плотность минеральной ваты составляет в среднем 50-125 кг/м3. Таким образом, при утеплении необходимо учитывать высокую плотность, а соответственно, и тяжёлый вес шлака.
Отдельного внимания заслуживает характеристика фракции наполнителя. Выделяют следующие уровни:
В качестве утеплителя рекомендуется использовать шлак средних размеров. Очень мелкие и слишком крупные элементы не выгодны в теплоизоляции.
Применение шлака в строительстве
В строительстве в основном применяется в качестве наполнителей бетонных смесей. Шлак – отходы металлургического производства, как более безопасные по сравнению отходов сгорания угля. Ведь в ископаемом угле (буром, каменном чёрном и антраците) обязательно присутствуют радионуклиды. Их доля в исходном материале невысока, но при сгорании их концентрация резко увеличивается, и в буром и каменном угле доходит до неприемлемых в санитарном отношении величин. Так что ни в бетон стен, ни при возведении бетонированных подвалов, ни для заливки стяжек такой шлак не годится, радиоактивный фон в таких помещениях может оказаться превышающим ПДН.
Гранулированный шлак, идущий в производство цементов с исключительными вяжущими свойствами, позволяет получать очень прочные на разрыв и раскол плиты перекрытий в многоэтажном строительстве. А граншлак с более крупными фракциями идёт в бетон в качестве заполнителя для получения прочных и лёгких строительных блоков, отличающихся от обычного кирпича износоустойчивостью, небольшим удельным весом, хорошими влаго- и теплоизоляционными свойствами.
Мелкофракционный граншлак (в т. ч. и пылевой) используется как сырьё для получения шлаковаты, а также для изготовления тротуарной плитки, бордюров и брусчатки. Его крошка добавляется в бетонные смеси для их упрочнения, а также для заполнения пустот при строительстве зданий с насыпными стенами.
Присутствие в таких шлаках кальциевых силикатов позволяет применять тонкий помол для смеси с цементом, что даёт такой же эффект при создании конструкций, как и у портландцемента. Применение таких присадок позволяет:
• создавать тяжёлые и особо прочные бетоны классов прочности В15-В30.
• Производить сухие строительные смеси
• Изготавливать плиты перекрытий, ригелей, колонн, бетонных панелей, балок и других предварительно напряжённых строительных конструкций.
• Строить погреба, фундаменты любой степени сложности, которые делаются методом бетонной заливки, осуществлять отливку плит перекрытия и заливку в скользящую опалубку при возведении стен.
Плюсы и минусы шлакового утеплителя
Положительными особенностями утепления шлаковыми наполнителями являются:
Отрицательные моменты также имеют место быть. Среди них:
Технология утепления шлаком
Для каждой поверхности имеются свои особенности утепления шлаковыми наполнителями. Общий перечень этапов утепления:
При утеплении потолка, чердака, величину слоя шлака рассчитывают с учётом нагрузки на конструкцию. При утеплении пола рекомендуемая толщина наполнителя — не менее 40 см.
Технология утепления строительных конструкций
Последовательность работы по улучшению теплоизолирующих характеристик для пола, потолка, стен различаются.
Утепление пола
Слой шлака заливается бетонной стяжкой
В зависимости от конструкции жилища утепление пола шлаком в частных домах проводят по-разному. Если в весенний период и после сильных дождей в подполе, подвале появляется вода, обязательно делают гидроизоляцию.
Краткая инструкция по утеплению земляного пола:
Если высота потолков в подвале не позволяет обустраивать такой «пирог», можно залить пол бетоном, используя в качестве наполнителя шлак. До заливки устраивают песчаную подушку, которую проливают водой и трамбуют.
Возможен вариант, когда утепляют не земляное основание, а насыпают утеплитель поверх плиты перекрытия на первом этаже. В этом случае получают тепло в комнатах и прохладный подвал.
Последовательность работ простая:
Для утепления деревянных полов проводят демонтаж верхнего слоя. Между лагами укладывают гидроизоляцию, поверх которой засыпают шлак. По верхней поверхности лаг прибивают пароизоляцию и контробрешётку. Толщина реек 1 – 2 см. Между насыпкой и настилом образует прослойка воздуха, что предотвратит образование плесени и грибка.
Теплоизоляция потолка
Утепление потолка шлаком с чердака
Технологически работа по утеплению пола и потолка не отличаются.
Перед тем как утеплить шлаком потолок, нужно провести расчеты, чтобы не придать конструкциям излишнюю нагрузку. Для этого надо узнать несущую способность плит перекрытия и сравнить её с массой засыпки.
Шлак как утеплитель потолка имеет те же плюсы и минусы, как и при использовании в других строительных конструкциях.
Высота нежилого чердака позволяет насыпать слой любой необходимой толщины (с учётом характеристик плит). Утеплитель сохранит свойства на протяжении всего срока эксплуатации дома.
Чтобы шлак для утепления потолков сохранил свойства, на него не должны попадать осадки. Слуховое окно нельзя закрывать наглухо — это поможет влаге своевременно испариться.
Чтобы покрытие прослужило долго, соблюдают инструкции производителей строительных материалов.
Утепление пустотелых стен
Утепление стен шлаком не требует специальных приготовлений. Между внешними и внутренними слоями кирпича по мере постройки стены засыпают любой шлак. Лучше выбирать пористый материал средней фракции. Такие характеристики сделаю дом теплее, между кусками засыпки не будет пустот.
Утепление домов методом засыпки не требует специальных навыков и приобретения дорогостоящего оборудования. В населённых пунктах, где материал является отходом местных производств, теплоизоляция им окажется самым дешёвым и простым вариантом.
Что такое шлак: виды, характеристики, применение в строительстве
Шлак – это вторичное сырье, отходы металлургической промышленности или зола от сжигания ископаемых горючих: углей всех видов, горючего сланца, жидкого топлива. В металлургии – то, что остаётся после выплавки металла из руды. Из шлаков чёрной металлургии получают заполнители для шлакобетонов, шлаковую пемзу, минеральные ваты. Отходы цветной металлургии делятся на передельные и отвальные шлаки.
Гранулированный, или граншлак, получается путём быстрого охлаждения водой горячего шлака в доменном или конвертерном процессе. Имея отличные вяжущие свойства, используется для производства цемента как активная минеральная добавка к нему.
Шлак нельзя рассматривать как простой наполнитель для приготовления бетонных растворов. Он, кроме этой своей функции, несёт ещё одну, которая с течением времени становится всё более важной – экологическую. Если учесть, сколько вредных примесей, от кислот и щелочей до канцерогенных соединений, есть в его составе, связывание его цементными смесями решает задачу его безопасной утилизации.
А при выплавке металла защищающая его шлаковая составляющая предохраняет расплав от воздействия продуктов горения.
Применение шлака в строительстве
В строительстве в основном применяется в качестве наполнителей бетонных смесей. Шлак – отходы металлургического производства, как более безопасные по сравнению отходов сгорания угля. Ведь в ископаемом угле (буром, каменном чёрном и антраците) обязательно присутствуют радионуклиды. Их доля в исходном материале невысока, но при сгорании их концентрация резко увеличивается, и в буром и каменном угле доходит до неприемлемых в санитарном отношении величин. Так что ни в бетон стен, ни при возведении бетонированных подвалов, ни для заливки стяжек такой шлак не годится, радиоактивный фон в таких помещениях может оказаться превышающим ПДН.
Гранулированный шлак, идущий в производство цементов с исключительными вяжущими свойствами, позволяет получать очень прочные на разрыв и раскол плиты перекрытий в многоэтажном строительстве. А граншлак с более крупными фракциями идёт в бетон в качестве заполнителя для получения прочных и лёгких строительных блоков, отличающихся от обычного кирпича износоустойчивостью, небольшим удельным весом, хорошими влаго- и теплоизоляционными свойствами.
Мелкофракционный граншлак (в т. ч. и пылевой) используется как сырьё для получения шлаковаты, а также для изготовления тротуарной плитки, бордюров и брусчатки. Его крошка добавляется в бетонные смеси для их упрочнения, а также для заполнения пустот при строительстве зданий с насыпными стенами.
Присутствие в таких шлаках кальциевых силикатов позволяет применять тонкий помол для смеси с цементом, что даёт такой же эффект при создании конструкций, как и у портландцемента. Применение таких присадок позволяет:
• создавать тяжёлые и особо прочные бетоны классов прочности В15-В30.
• Производить сухие строительные смеси
• Изготавливать плиты перекрытий, ригелей, колонн, бетонных панелей, балок и других предварительно напряжённых строительных конструкций.
• Строить погреба, фундаменты любой степени сложности, которые делаются методом бетонной заливки, осуществлять отливку плит перекрытия и заливку в скользящую опалубку при возведении стен.
Доменный шлак, щебень из него
Являясь отходом доменного производства, такой щебень часто на порядок дешевле крошки из камня, которую нужно добыть, раздробить с помощью сложных и дорогих механизмов, доставить до места приготовления бетонных смесей.
Щебень из доменного шлака в своей кристаллической структуре представлен более чем 20 минералами, среди которых воластонит (однокальциевый силикат), двух кальциевый силикат, мелилит. Наличие кальциевых силикатов и делает продукты переработки этого шлака желанной присадкой для тяжёлых сверхпрочных бетонов.
Преимущества и недостатки
При этом плотность щебня, получаемого из доменного шлака по ГОСТ 3344, выше гранитного, но выше и поглощение воды. Правда, ниже и морозостойкость. Что ограничивает его применение как основного заполнителя в климатических зонах с суровыми погодными условиями.
Предел прочности на сжатие может варьироваться от 62 МПа у пористого до 140 МПа у медеплавильного. Для сравнения, у гранита этот предел составляет 120 МПа. Но! Самый дешёвый («дешевле только даром») пористый материал очень ограничен в применении, а вот его медеплавильный аналог при прочности больше гранитного, по стоимости почти догоняет его.
Благодаря своей способности поглощать воду доменный шлак находит широкое применение в дорожном строительстве, в котором такая его особенность, как способность быстро высыхать и уплотняться под воздействием содержащихся в нём связывающих веществ, а также способность легко поддаваться трамбовке делает его применение более предпочтительным, чем щебня из гранита.
При транспортировке гранитный щебень перетирается в мелкую пылевую фракцию, негодную к применению, её приходится вымывать или как-то отсеивать. Шлаковая же пыль служит дополнительным связывающим при использовании, повышая сцепляемость и вязкость конечного продукта.
Разновидности шлака
Металлургические
Подразделяются на шлаки цветной и чёрной металлургии. К шлакам чёрной металлургии относятся:
Шлаки цветной металлургии: к ним относятся отходы медеплавильного, никелевого, свинцового и цинкового производства.
Фосфорные
Получаются как отходы производства фосфорных удобрений. Используются в производстве пемзы или минеральной ваты. В качестве присадки к цементам добавляют, только если бетонные изделия из такого цемента проходят стадию высокотемпературного пропаривания.
Зольные
Представляют собой остаток от сжигания твёрдого угля и горючих сланцев. В жилищном строительстве практического применения не находят из-за высокого содержания в них радионуклидов, но могут применяться при производстве тротуарной плитки или если применяются как наполнители для асфальтовых смесей, где возможное образования пыли будет связываться смолистыми фракциями. Имеет значение ещё и метод охлаждения этих шлаков сразу после их образования: если охлаждение происходило водой, то есть быстро, образуется стекловидная структура, которая более стойкая, чем микрозернистая, получаемая при медленном, естественном остывании.
Характеристики доменного шлака
Могут отличаться у разных производителей, что связано с особенностями технологических циклов выплавки чёрных металлов.
Разными будут составы как кальцитов, так и силикатов, железа и алюминия в конечном продукте. Условные обозначения шлака, который отправляется как продукт для переработки в строительную индустрию, в зависимости от места производства, выглядят так:
Приведённый химический состав может зависеть от поступившей на плавку руды, кокса и марки выплавляемого чугуна. От этих же показателей будет зависеть удельный вес шлака на выходе. Вес также зависит от способа его охлаждения – стекловидный, получаемый охлаждением водой, будет тяжелее и прочнее.