Отсев шлаковый: Что такое шлаковый отсев? | Малоэтажная страна

Содержание

Что такое шлаковый отсев? | Малоэтажная страна

Часто в строительстве дорог используется материал, похожий на камешки. Это шлака или шлаковый отсев. Предлагаем разобраться, что же это такое и как его можно применять.

Шлак – это побочный продукт, можно сказать, отходы, которые остаются от производства металла. Материал, из которого забрали все ценное для металлургии и отправили в места сбора.

Шлаковый отсев получают путем измельчения шлака и разделения его по фракциям (по размерам зерна) просеиванием.

Существует два способа получения такого материала:

  • Первый способ.

Разделить по размерам и отправлять потребителю. Это очень выгодно экономически, так как не требуется повторной переработки. Здесь есть один минус – дорого доставка до потребителя, но общая стоимость получается все равно выгоднее, чем натуральный щебень.

По качеству такой шлаковый отсев уступает гранитному. Ниже приведены показатели по каждому материалу. К примеру, поглощение воды и морозостойкость уступают натуральному материалу, что ограничивает его применение в некоторых регионах.

  • Второй способ.

Шлак выливается на площадку, остывает и подвергается дроблению. Это в упрощенном варианте. Такое изготовление уже более затратное, но выходит материал с характеристиками, не уступающими натуральному щебню.

Свойства шлакового щебня в сравнении с гранитным.

Первый цифры соответствует шлаку, полученному более дешевым способом, первым.

  • Предел прочности на сжатие от 62 МПа до 140 МПа (у гранитного - 120 МПа).
  • Плотность 2950 кг/м3 (2650 кг/м3).
  • Водопоглощение от 0,4 до 7,3 % (0,2%).
  • Морозостойкость до 15 циклов (300 циклов).
  • Показатель дробимости от 44 до 6% (11%).

Основные направления использования шлакового отсева.

  • В качестве подсыпки при строительстве дорог, укладке тротуарной плитки. Шлак со временем спрессовывается и становиться надежным уплотнение между грунтом и дорожным покрытием, что делает его более выгодным, чем цемент с песком.
  • Производство асфальта, бетона. Бетон имеет огнеупорные свойства.
  • Изготовление бетонных панелей, плитки для промышленных построек.
  • Использование в сельском хозяйстве и дизайне.

Преимущества применения шлакового отсева:

  • Во-первых, вторичное сырье, переработка которого поддерживается государственной политикой по экологии.
  • Во-вторых, замена природным ресурсам, а значит сохранение окружающей среды.
  • В-третьих, экономически выгодно.

Более подробно о шлаковом отсеве и его применении Вы можете прочитать на нашем сайте: https://zbbr.ru/otsev-shebnja-chto-eto-takoe/

Виды отсева щебня – классификация разновидностей

Главная > Часто задаваемые вопросы > Виды отсева

Отсев щебня – это продукт, который получают при дроблении каменной породы. По внешнему виду он напоминает крупный песок, цвет зависит от исходного материала. Размер частиц отсева не превышает 10 мм.

Долгое время отсев считался побочным продуктом с невысокой стоимостью, но сегодня его ценность выросла. Использование отсева позволяет удешевить конечную продукцию и рациональнее использовать природные ресурсы.

Отсев также известен под следующими названиями:

  • Песок из отсевов дробления
  • Песок из отсева дробления щебня
  • Каменная пыль
  • Высевок

В целом, разделение отсева на виды производится на основании следующих параметров:

  • Происхождения
  • Фракции
  • Конечной обработки

Дальше мы подробнее разберем, как характеризуется материал по каждому параметру.

По происхождению

Чаще всего сырьем для производства отсева выступают горные породы – магматические, метаморфические или осадочные. Первый вид выгодно отличается от двух остальных, так как обладает лучшими характеристиками. Реже сырьем выступают отходы других производств, таких как шлаки, бой бетона и кирпича.

По сути, из какого материала отсев приготовлен – так он и будет называться. Например, гранитный – из гранита, мраморный – из мрамора, керамзитовый – из керамзита и так далее.

Есть несколько разновидностей по происхождению; ниже мы рассмотрим подробнее каждую из них.

Гранитный

Это продукт, получаемый при производстве гранитного щебня. Он обладает очень высокими характеристиками, которые позволяют применять его в любых строительных работах. В отличие от песка, такой материал не содержит глины. Поэтому в нашем регионе на гранитном отсеве даже производят бетон на предприятиях.

Базальтовый

Базальтовый отсев – это высококачественный материал магматического происхождения. По характеристикам он превосходит даже гранит: обладает высокой плотностью и теплопроводностью. Но декоративная ценность у него ниже. К тому же, базальтовые месторождения есть далеко не во всех регионах.

Амфиболитовый

Амфиболит – это достаточно красивая порода, и в некоторых регионах его добывают для производства декоративного облицовочного камня. Однако в окрестностях Екатеринбурга, например, такого сырья нет, и весь амфиболит идет на производство щебня. Там же получается и отсев. Показатели у этого материала очень высокие, он лишь немного уступает гранитной разновидности.

Диоритовый

Он относится к магматическим горным породам. Но, в отличие от других представителей данного вида, имеет более низкие характеристики. В первую очередь, это касается морозостойкости материала. Поэтому он не используется для приготовления бетона, но хорошо подойдет для различных видов отсыпки.

Габбро

Его получают из магматической породы, по своим качествам похожей на гранит и базальт, но уступающей по ряду параметров. Хотя он достаточно прочный и не впитывает лишнюю влагу.

Основные компоненты габбро – плагиоклаз, пироксен, реже оливин и роговая обманка. Порода практически не имеет в своем составе кварца. Поэтому цвет отсева габбро бывает серым, черным или темно-зеленым.

В Свердловской области встречается светло-серый. Такой материал имеет гладкую и мягкую структуру, при растирании между пальцами скользит, будто мыльный. Его частицы не способны обеспечить хорошее сцепление с компонентами бетонных растворов, поэтому там он не используется.

Мраморный

Мрамор является метаморфической породой карбонатного или доломитового происхождения. Цвет камня белый, бежевый, желтый, с голубым или розовым оттенком, гораздо реже – черный, темно-коричневый или зеленый. Отсев, который получают из мрамора, темнее, чем основная порода. Это связано с наличием различных примесей.

Мраморный отсев – химически инертный и имеет нейтральную реакцию. Он не вступает во взаимодействие с растворителями и другими наполнителями. Материал предотвращает рост бактерий и грибков.

Отсев из мрамора нашел свое применение в ландшафтном дизайне и декоре зданий. В строительстве с ним сложнее. Во-первых, мрамор в принципе имеет низкую прочность и морозостойкость. Во-вторых, он часто бывает закрупнен (смотрите фото ниже), а это усложняет работы, где требуется устройство ровного покрытия.

Серпентинитовый

Это продукт, получаемый в процессе переработки серпентинита (змеевика). Порода является метаморфической, химический состав — непостоянный. Серпентинит — это слоистые силикаты, оливин, пироксен, амфиболы, магнетит, хромит, карбонаты, лизардит, хризотит и другие минералы.

Серпентинит имеет оливковый или зеленый цвет, реже – желто-зеленый или черный. По внешнему виду напоминает шкуру змеи, отсюда и пошло его название. Оттенок материала меняется при увлажнении, например, под дождем. Отсев из этой породы бывает серым, темно-зеленым, оливковым или черным.

Кварцевый

Кварцевый отсев также относится к метаморфическим породам и представляет большую ценность. Особенно востребован материал с высоким содержанием кремнезёма. Основное применение кварцевый отсев нашел в качестве сырья в стекольной промышленности и производстве кремния.

Известняковый

Известняковый отсев – это материал, получаемый в процессе переработки известняка. Он содержит большое количество карбоната кальция, примеси железа, магния и других минералов. Чем больше в породе кальция, тем отсев получается мягче, магний же – наоборот – придает ему твердости. Цвет материала бывает серым, белым, желтым или красным, в зависимости от включений.

Часто встречается термин «известковый отсев». На самом деле, это не совсем правильно. Поскольку исходная порода называется известняком, то и производные продукты от нее – «известняковые».

Гравийный

Преимущественно данный материал встречается в тех регионах, где отсутствуют твердые горные породы. Чтобы получить хоть сколько-нибудь прочный материал, приходится использовать гравий. Однако сам по себе гравий тоже обладает низкими характеристиками. Для повышения его качества зерна материала погружают в дробилки. В процессе самые слабые зерна разрушаются и перемалываются в мелкую песчаную субстанцию – это и есть гравийный отсев.

Для ответственных работ такой материал не подходит. Но он используется для ремонта грунтовых дорог, отсыпки садовых дорожек, а также в декоративных целях.

Вторичный

Вторичный отсев получают при дроблении старого бетона, кирпича, шифера или других стройматериалов. Его качество значительно ниже, чем у отсева из горных пород, а состав очень неоднороден. На фото ниже вы можете увидеть крупные частицы кирпича, камни и прочие включения. Все они имеют разную прочность, по-разному переносят нагрузки.

Данный отсев можно использовать для укладки тротуарной плитки, обустройства бордюров. Внешний вид у него малопривлекательный, поэтому в ландшафтном дизайне такой материал не применяется. Не подойдет он и для тех целей, где предполагаются повышенные нагрузки. К примеру, для обустройства парковки под автомобиль лучше поискать что-то другое.

Шлаковый

Материал получают в процессе дробления отходов металлургии. Он имеет высокую плотность при укладке, вместе с цементом превращается в монолитную массу. Используется в бетонных и железобетонных конструкциях. Не рекомендуется для жилых зданий из-за вредности.

Керамзитовый отсев

Его получают при дроблении или производстве керамзита (обожженная легкоплавкая глина). Используют в качестве наполнителя легкого бетона.

Пироксенитовый отсев

Пироксенитовый отсев получают в результате дробления магматической горной породы – пироксенита – на щебень. Материал может иметь серый, черный или бурый цвет. По характеристикам он нисколько не уступает своим собратьям – граниту, диориту, серпентиниту. Поэтому пироксенитовый отсев широко применяется в строительных и дорожных работах.

В Свердловской области встречаются не все виды отсева:

Чаще всего в нашем регионе используются материалы магматического происхождения – гранитный, габбро,  серпентинитовый, пироксенитовый и диоритовый отсев. У них высокое качество, и добываются породы в больших количествах. Базальтовых карьеров в области нет.

Мраморный отсев используется в основном для декора. Осадочный известняковый применяют редко из-за низких качественных характеристик. Вторичный отсев производится в небольшом количестве. Шлаковый не слишком популярен, так как небезопасен для здоровья.

По фракциям

Фракция отсева – это размер его зерен, который измеряется в миллиметрах.

Различают следующие фракции:

  • 0-0,16 мм
  • 0,16-2 мм
  • 2-5 мм
  • 0-5 мм
  • 0-10 мм

В Свердловской области распространены две последние фракции: 0-5 и 0-10 мм.

Например, фракция 0-5 обозначает, что в общей массе встречаются зерна крупностью до 5 мм. А фракция 0-10 содержит зерна крупностью до 10 мм.

Производство первой фракции встречается гораздо чаще. Это связано с тем, что обычно на карьерах стоит дробилка, у которой нижние сита имеют диаметр ячеек 5 мм. Значит, на таком карьере выпускается мелкая фракция щебня – 5-10, 5-20 или 5-25. А 5-20 – это одна из самых популярных фракций.

Производство отсева 0-10 не позволяет одновременно получать фракции 5-10, 5-20 или 5-25. Потому что размер ячеек на нижних ситах будет 10 мм. Таким образом, минимальная фракция щебня в таком случае – 10-15 или 10-20.

По конечной обработке

После добычи и дробления породы отсев может подвергаться дополнительной обработке для повышения его свойств.

В связи с этим, материал разделяют на:

  • Обогащенный
  • Необогащенный

Теперь о каждом подробнее.

Обогащенный отсев

Он поддается обработке сухим либо влажным способом. Цель обогащения – выделить зерна размером 0,16-5,0 мм, удалить загрязнения (пыль, комки глины и т.д.). Тем самым качество материала улучшается, спектр его использования расширяется.

Также нужно отметить что дополнительная обработка отсева приводит к увеличению затрат, а, следовательно, и стоимости. Учитывая то, что это – побочный продукт, обогащение материала встречается достаточно редко.

Необогащенный отсев

В данном случае отсев не подвергается дополнительной обработке. Такой материал содержит частицы различного размера, в том числе пылевидные.

В отличие от щебня, отсев имеет менее однородный зерновой состав. Когда дробят щебень, важно, чтобы зерна основных фракций были практически одинакового размера. И недопустимо, чтобы, например, во фракции 20-40 присутствовали зерна по 50-70 мм. Но с отсевом ситуация другая. В процессе просеивания в него могут попасть и крупные камни, и пыль.

Это хорошо заметно на фото ниже. Обратите внимание на левый снимок – на нем изображены мелкие фракции щебня. У каждой из них – свой размер зерен, и зерна похожи друг на друга. А теперь взгляните на отсев (справа): в его составе присутствуют совершенно разные частицы.

Характеристики и возможность применения необогащенного отсев будут зависеть от качества сырья, из которого он изготовлен. Например, отсев, сырьем для которого послужил бой бетона, даже в обогащенном состоянии не пригоден для использования в ответственных работах. А отсев из плотных горных пород высокого качества, таких как гранит, не требует дополнительной обработки. Он уже не содержит в себе посторонних включений, таких как глину в виде частиц или пыли.

Видов отсева существует большое количество. Как мы уже поняли, возможность применения той или иной разновидности этого материала зависит от исходной породы, размера зерен и дополнительной обработки. Так, например, гранитный отсев почти не содержит примесей, имеет высокую плотность. Он является наиболее универсальным в применении. Широко используется как наполнитель в производстве бетона высоких марок. Также ценится за декоративные качества.

что это такое, характеристики, применение, цены

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:

  • Крупнофракционную 40-7 и 70-120 мм;
  • Среднефракционную 20-40;
  • Мелкофракционную 5-20;
  • Отсев до 5 мм.

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.

Стоимость

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.

Фракция щебня, мм Марка прочности на сжатие Цена, руб/м3
5-20 800 1 000
20-40 800 980
40-70 800 930
70-120 800 880
5-20 1 000 1 300
20-40 1 000 1 150
40-70 1 000 1 000
5-20 1 200 1 500
20-40 1200 1400
40-70 1200 1350

Получение щебня и песка из шлаков ТЭС Статьи

« Назад

Песок и щебень ТЭС образуются при сгорании угля в топке котлов с твёрдым и жидким шлакоудалением и применяются как заполнитель в тяжелом и легком бетонах применяемых при изготовлении сборных, монолитно-бетонных и железобетонных конструкций, кроме бетонов используемых для конструкций мостов, гидросооружений, тоннелей и эстакад, дорожного покрытия, шпал, труб, высоковольтных опор и конструкций из спецбетонов.

По типу сжигаемого угля шлак подразделяется на буроугольный и каменноугольный, по средней плотности – на пористый (средняя плотность зёрен до 2 г/см3), который образуется в топке котлоагрегата с твёрдым шлакоудалением и плотный (средняя плотность зёрен выше 2,0 г/см3), который образуется в топке котлоагрегата жидкого шлакоудаления. Как песок, так и щебень характеризуются зерновым составом, насыпной плотностью, химическим составом, а также устойчивой структурой и морозостойкостью.

По зёрновому составу песок и щебень делятся на:
  • фракционный щебень с размерами зёрен (5 -10), (10 – 20), (5 -20) мм;
  • песок шлаковый с крупностью зёрен до 5,0 мм;
  • несортированный рядовой шлак с размерами зёрен менее 20 мм.

 

Зерновой состав рядового шлака, песка шлакового и фракционного щебня

Показатель Значение показателя
фракционированный щебень шлаковый песок рядовой несортированный шлак
Полный остаток, % по массе, на ситах с диаметром отверстий, мм:dD 90 -100 до 10 -до 10 -до 10
Содержание мелких зёрен сита № 0315, % по массе, не более 5 20 10

Песок шлаковый содержащий зёрна, проходящие через сито № 0315, по массе более 20% выпускается как золошлаковая смесь (ГОСТ 25592-83).

У щебня из шлака плотного, который применяется в тяжёлом бетоне, насыпная плотность должна быть не меньше 1000 кг/м3, у песка шлакового из шлака плотного – не меньше 1100 кг/м3кг/м3.

В зависимости от значения насыпной плотности песка и щебеня из шлака пористого, применяемые для лёгкого бетона, их делят на по маркам:

Марка по насыпной плотности Насыпная плотность кг/м3
щебень песок
500 - До 500
600 600 500-600
700 700 600-700
800 800 700-800
900 900 800-900
1000 1000 900-1000
- 1100 1000-1100

При прокаливании потеря массы у плотного шлакового песка и шлакового щебня не нормируется, а в пористом она не превышает следующих значений:

Назначение бетона П.п.п. шлака, % по массе от сжигания угля, не более
каменноугольного бурого
ж/бет. конструкции 5 3
бетонные конструкции 7 3

Содержание сернокислых и сернистых соединений в перерасчёте на SO3 у щебня и песка по массе не превышает 3%, а свободного оксида кальция – 1%.

У щебня имеется устойчивая структура. При определении величины стойкости относительно железистого и силикатного распадов потери массы соответственно не превышают 5 и 8%.

Морозостойкость щебня характеризуется потерями массы менее 8% при 15 циклах попеременного оттаивания и замораживания для щебня пористого и 100 циклах – для щебня плотного.

Золошлаковый песок может эффективно применяться при производстве керамических изделий, а также как мелкий заполнитель при производстве плит из тяжёлого, лёгкого, ячеистого и керамзитобетонов.

Статья на тему: «Мучка шлаковая»

Мучка шлаковая - это материал вторичной переработки, получаемый из отходов металлургического производства. В ее состав входят связующие компоненты, придающие прочность, устойчивость перед внешними воздействиями. Этим и обусловлена широкая сфера применения данного материала. Лучше всего купить мучку шлаковую в надежной компании – так вы сэкономите время и собственные средства.

Общее описание

Данное сырье получается с помощью просеивания шлаков, образующихся в процессе плавления чугунных сплавов, а также их последующего дробления. В результате образуются мелкие фракции, называемые шлаковым отсевом. Его главные физические характеристики - вязкость, теплоемкость, плотность, способность растворять оксиды, электрическая проводимость. Входящие в состав мучки компоненты обладают высокой температурой плавления. Стоимость мучки шлаковой позволяет использовать ее во многих отраслях промышленности и производства.

Преимущества

Отсев, образующийся после дробления шлака, имеет неоспоримые преимущества перед многими материалами:

  • устойчивость перед воздействиями извне. Значительные нагрузки и осадки не станут причиной проседания основания, а значит – тротуар не утратит форму;
  • цена мучки шлаковой – немаловажное достоинство, ведь данный материал обойдется дешевле, чем смесь песка с цементом или прочего состава для уплотнения;
  • экологичность – в материале полностью отсутствуют вредные примеси, он соответствует требованиям ГОСТа;
  • простота в укладке – фиксация происходит под влиянием влаги, а также весового давления.

Сфера применения

Заказать мучку шлаковую – верное решение, если:

  • вы занимаетесь сельским хозяйством, и ищете хорошее минеральное удобрение для почвы с повышенной кислотностью;
  • нужна надежная основа для укладки тротуарной плитки – присущие шлаковому отсеву свойства позволяют использовать его в качестве прочного монолитного слоя между плиткой и грунтом;
  • предстоят ландшафтные работы;
  • вы хотите получить качественный бетонный раствор;
  • у вас свое производство по изготовлению блочных и плиточных материалов, бордюров.

Это примерный перечень того, как можно использовать шлаковый отсев. Покупая его у надежного поставщика «Совок71», вы получаете качественный и экологичный материал. У компании лояльная система цен, а 25 и 26 числа каждого месяца при заказе мучки шлаковой от 10 м³ - скидка 10%.

Щебень шлаковый для дорожного строительства, цены

Если вы видели процесс плавки, наверняка обратили внимание на полужидкую темную корку на поверхности металла — это более легкие шлаки. После того как сам металл отделен, их раскаленную жидкую массу сливают в отвалы, где, остывая, они превращаются в каменистые обломки с размерами фракции от пылевидной до скальной. Для металлургии это отходы, а для строителей — неплохое сырье. Из него делают песок, шлаковый щебень, гравий, а также утеплители.

Оглавление:

  1. Технология изготовления
  2. Технические параметры
  3. Область применения
  4. Цены за 1 м3 и т

Производство

Стройматериал получают двумя способами:

  • Переработкой отходов, непосредственно отбирая каменное сырье из отвалов. Его подвергают дроблению, разделяют по фракциям на механических грохотах.
  • Разливкой жидкого шлака на специальные площадки с последующим резким охлаждением водой (литьевой щебень).

Второй метод предполагает применение специфического оборудования, которое необходимо еще купить, поэтому затраты оказываются несколько выше. Таким образом получают щебенку, гравий различной фракции, отсев (мучку) и песок.

Затраты при этом заметно ниже, чем при добыче натуральных нерудных материалов, даже с учетом необходимых лабораторных исследований. Поэтому такое предприятие — привычный сосед любого металлургического завода, а приобрести его продукцию можно порой буквально по бросовым ценам.

Отличия и характеристики

Шлаковые щебни, песок и гравий имеют значительные различия свойств в самой группе по:

  • плотности — от 500-800 до 2000-2400 кг/м3;
  • морозостойкости — от F15 до F300;
  • прочности от ненормируемых марок до М1200.

Что касается отличий от обычных щебней, полученных из горных пород, то в первую очередь это большая пористость, как следствие — высокое влагопоглощение.

К отличию можно отнести неоднородность параметров. Особенно это проявляется у продуктов, прошедших лишь самую простую обработку, дешевых, имеющих неопределенную фракцию. Причины просты:

  • Загрязненность исходного сырья. Вместе со шлаком в отвал часто попадает древесина, пластики, строительный мусор.
  • Различие условий кристаллизации расплава. Отходы сливают сразу после плавки, при любой погоде.

Еще одна особенность — способность с течением времени слеживаться. Даже без добавления цемента смесь песка с гравием мелкой фракции спустя пару лет может превратиться буквально в монолит.

Сфера использования

Это в основном дорожное и жилищное строительство. Низкомарочные составы применяют для выравнивающих слоев, балластировки железнодорожных насыпей, отсыпки основы автомобильных трасс. Из-за низкой стоимости их использование целесообразно при устройстве временных подъездных дорог на площадках.

Продукты, имеющие однородность, высокие показатели прочности и морозостойкости, приобретают для изготовления дорог, промышленных и жилых объектов, в частности:

  • асфальта;
  • монолитных бетонов, в том числе легких, сухих цементных составов, ж/б изделий;
  • блоков для кладки стен зданий и сооружений.

Некоторые разновидности, имеющие привлекательный вид, цветовую гамму, и малый разброс по фракции, нашли применение в ландшафтном дизайне. К примеру, щебеночно-песчаные шлаковые смеси отходов медеплавильного производства.

Расценки

Стоимость во многом зависит от марки по прочности, прочих физических показателей, в том числе соответствия требованиям ГОСТ. Влияет и метод получения, при этом важен не сам способ, а те свойства, которые приобретает продукт. Заметно дороже продукция отходов медеплавильного, ферромарганцевого производства. Такая щебенка и гравий привлекательны на вид, имеют стабильные характеристики.

Метод получения, описание Марка прочности Ед. изм. Цена, рубли Примечание
Сталеплавильный 1000 т 400-410 Для дорожных работ, в промышленности стройматериалов
Доменный 1000 390-405
300 160-180 Отвальный, смешанных фракций от 0 до 40 мм, для подсыпок и балластов
Сталеплавильный, фракционный 1200 550-680 Изготовление ЖБИ, монолитный бетон
Медеплавильного и ферромарганцевого производства 1000-1200 990-1450 Благоустройство, декоративные составы, засыпки, ЖБИ
Сталеплавильный, отсев и песок не нормир. м3 840 Строительные смеси, выравнивающие подсыпки

Цена и характеристики шлаковых продуктов могут сильно разниться, при этом внешне они отличаться незначительно. Особую важность приобретают данные лабораторных исследований и сопроводительные документы. Изготовитель должен указать объемный вес, влагопоглощение, марку по прочности. Обязательным является свидетельство радиологической активности.


 

что это такое и основная сфера применения

Газеты и сайты бесплатных объявлений предлагают приобрести отсев щебня. Мы постараемся рассказать, что это такое, можно ли и как его использовать.

Строительство частного дома — сложный, многоэтапный процесс. Долговечность здания во многом зависит от качества используемых материалов, соблюдения «рецептуры» при заливке фундамента, подготовке бетонного раствора.

В стандартном варианте получить прочное основание можно, если смешать в определенных пропорциях цемент, песок, щебень и воду. Вот вместо щебня и частично вместо песка все чаще используется отсев различных видов:

  • отходы от дробления горной породы, в частности гранита или мрамора. Плотность достигает 1330 кг/м3, размер фракции — до 10 мм. Разрешены посторонние включения в виде ила или глины не более 0,4% от общего объема. Активно используются для бетонирования фундаментов, декоративного оформления фасадов, парковых дорожек, создания малых архитектурных форм. На него лучше укладывать тротуарную плитку, чем на стандартную смесь песка и щебня.

Среди наиболее важных преимуществ гранотсева помимо прочности — разнообразие цветов: по практически красного до серого. Пользователь может создавать «картины» на дорожках, стенах, используя декоративные свойства мраморного отсева;

  • гравия, шлака с фракцией до 2,5 мм. Вес — до 1400 кг одном кубе. Примеси не должны превышать 0,5% от всего объема. Активно применяется в асфальтировании дорог, при обустройстве стяжки теплого пола;
  • отходы переработки известняковых пород. Размеры фракции не выходят за пределы 2-5 мм. Примесей — не более 2% от общего объема. Рекомендованное использование — реставрация фасадов в составе цементно-песчаных смесей, оштукатуривание зданий, оформительские работы;
  • бетонный и бетонный с кирпичом. Для изготовления используются отходы, остающиеся после демонтажа старых зданий. Размер фракции — от 1 до 10 мм. Применяется при изготовлении и укладке брусчатки, тротуарной плитки, железобетонных изделий.

Сергей Юрьевич

Строительство домов, пристроек, террас и веранд.

Задать вопрос

Доставка всех перечисленных видов отсева осуществляется в мешках и тоннах, кубическими метрами или машинами. Можно встретить в продажи и прессованные блоки. Всегда можно выбрать нужный объем.

Преимущества применения отсева

Стремление сократить расходы, не затрагивая эксплуатационные качества здания, является естественным для любого строителя или собственника здания. И отсев — идеальная возможность залить фундамент качественной бетонной смесью, не тратя состояние на приобретение щебня. Среди преимуществ выделим:

  • мелкая фракция, позволяющая частично заменять и песок, и непосредственно щебень;
  • более низкая цена. На заливку фундамента тратится не менее 25% от всех расходов на строительство. Введение отсева вместо песка позволяет снизить затраты на треть;
  • хорошая адгезия с другими материалами. Мелкие частицы заполняют все естественные пустоты, образующиеся в бетонной кладке;
  • разнообразие вариантов использования: промышленное и дорожное строительство, подложка при прокладке дорожек в парках, скверах, на садовых участках.

Дом из бруса

24.71%

Дом из кирпича

18.63%

Бревенчатый дом

14.61%

Дом из газобетонных блоков

15.99%

Дом по канадской технологии

11.6%

Дом из оцилиндрованного бревна

3.81%

Монолитный дом

4.11%

Дом из пеноблоков

3.28%

Дом из сип-панелей

3.25%

Проголосовало: 3258

Как использовать гранитный или гравийный отсев

В строительной сфере главное — обеспечить качество фундамента, перекрытий, несущих конструкций. Это возможно при использовании качественного цемента (не ниже М400) и соблюдении пропорций и требования ГОСТ 31424 2010 в отношении материала.

Для заливки придомовой территории специалисты рекомендуют применять такой состав с отсевом и без песка:

1 часть цемента М400 х 8 частей отсева х 20% воды от общего объема.

Получившаяся смесь соответствует бетону марки М150, что вполне достаточно для бетонирования подъездных путей к гаражу, отмосток вокруг дома или тропинок на даче. Толщина слоя — до 10 см. Улучшить прочностные характеристики можно, заменив цемент с М400 на М500.

Соблюдайте следующие условия:

  • не изменяйте пропорции в сторону увеличения доли цемента. Готовая смесь от этого прочнее не станет;
  • в отсеве не должно быть включений желтого цвета — ила, глины. Не рекомендуется применять и графитовый отсев (черный). Готовая дорожка или площадка прослужит недолго, будет активно размываться снегом и дождем, разрушаться под воздействием каблуков.

Если не хотите полностью убирать песок из бетонной смеси, рекомендуется использовать следующие пропорции:

1 часть цемент М400 х 3 части песок х 3 части щебень х 2 части отсев. Воды — не более 20% от всего объема.

В данном случае основная функция гранитной или каменной крошки — заполнение пустот, повышение прочности и улучшение адгезии между песком и стандартным щебнем.

Как делается бетонная смесь применением отсева

Обязательное оборудование — электрическая бетономешалка. И песок, и щебень в намокшем виде очень сложно перемешать, неминуемо будут оставаться комки. Получить однородную структуру невозможно ни в ведре, ни в корыте, ни в ванной.

Этапы работ:

  • на первоначальном этапе смешиваются цемент, песок и мытый шлаковый или гранитный отсев в сухом виде до однородного состояния;
  • заливка воды, добавление пластификаторов, иных присадок и тщательное перемешивание. При введении модификаторов важно придерживаться рекомендаций производителя;
  • гравий вымачивается в воде и вводится в подготовленную смесь с последующим окончательным перешиванием.

Советы при приготовлении бетонной смеси:

  • воды не должно быть много. Готовая масса будет долго застывать, даст большую усадку, структура бетона будет отличаться от запланированной. Появятся трещины и внутренние деформации;
  • нельзя использовать старый, слежавшийся цемент. За год он теряет до половины своей прочности, даже при хранении в мешках;
  • в воде и цементе не должно быть никаких примесей. Воду желательно пропустить через фильтр или использовать дистиллированную;
  • подготовленная бетонная смесь немедленно начинает застывать. Ее используют в течение 2-х часов.

Напоследок

Использование отсева — это способ удешевления строительных работ с сохранением качества и прочности конструкции при неукоснительном соблюдении технологии.

Вы можете задать свой вопрос нашему автору:

Стальной шлак - Описание материала - Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожных покрытий

СТАЛЬНЫЙ ШЛАК Описание материала

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Стальной шлак, побочный продукт производства стали, образуется во время отделения жидкой стали от примесей в сталеплавильных печах.Шлак представляет собой расплавленный жидкий расплав и представляет собой сложный раствор силикатов и оксидов, который затвердевает при охлаждении.

Практически вся сталь в настоящее время производится на металлургических комбинатах с использованием версии основного кислородного процесса или на специальных сталеплавильных заводах (мини-заводах) с использованием процесса электродуговой печи. Процесс мартеновской печи больше не используется.

В кислородном процессе горячий жидкий доменный металл, лом и флюсы, состоящие из извести (CaO) и доломитовой извести (CaO.MgO или «долим») загружаются в конвертер (печь). В конвертер опускается фурма и впрыскивается кислород под высоким давлением. Кислород соединяется с примесями в шихте и удаляет их. Эти примеси состоят из углерода в виде газообразного оксида углерода и кремния, марганца, фосфора и некоторого количества железа в виде жидких оксидов, которые соединяются с известью и долимом с образованием стального шлака. В конце операции рафинирования жидкая сталь выпускается (выливается) в ковш, в то время как стальной шлак остается в емкости, а затем выпускается в отдельную емкость для шлака.

Существует множество марок стали, которые можно производить, и свойства стального шлака могут значительно изменяться с каждой маркой. Марки стали можно разделить на высокие, средние и низкие, в зависимости от содержания углерода в стали. Высококачественные стали имеют высокое содержание углерода. Чтобы уменьшить количество углерода в стали, в процессе производства стали требуются более высокие уровни кислорода. Это также требует добавления повышенных уровней извести и долима (флюса) для удаления примесей из стали и повышенного образования шлака.

В процессе производства стали образуется несколько различных типов стального шлака. Эти различные типы называются печным или выпускным шлаком, скребковым шлаком, синтетическим или ковшевым шлаком, а также карьерным или очистным шлаком. На рисунке 18-1 представлена ​​диаграмма общего потока и производства различных шлаков на современном металлургическом заводе.

Стальной шлак, образующийся на первичной стадии производства стали, называется печным шлаком или выпускным шлаком. Это основной источник стального шлакового агрегата.После выпуска из печи жидкая сталь перемещается в ковш для дальнейшего рафинирования для удаления дополнительных примесей, все еще содержащихся в стали. Эта операция называется рафинированием в ковше, потому что она выполняется внутри передаточного ковша. Во время рафинирования в ковше дополнительные стальные шлаки образуются из-за повторного добавления флюсов в ковш для плавления. Эти шлаки сочетаются с любым уносом печного шлака и способствуют поглощению продуктов раскисления (включений), теплоизоляции и защите огнеупоров ковшей.Стальные шлаки, образующиеся на этой стадии производства стали, обычно называют шлаками граблей и ковшей.

Рисунок 18-1. Обзор производства шлака на современном металлургическом комбинате.

Шахтный шлак и очистной шлак - это другие виды шлака, обычно встречающиеся при производстве стали. Обычно они состоят из стального шлака, который падает на пол установки на различных этапах работы, или шлака, который удаляется из ковша после выпуска.

Поскольку стадия рафинирования в ковше обычно включает сравнительно высокие добавки флюса, свойства этих синтетических шлаков сильно отличаются от свойств печного шлака и, как правило, непригодны для переработки в качестве агрегатов стального шлака. Эти различные шлаки необходимо отделить от печного шлака, чтобы избежать загрязнения производимого шлакового агрегата.

Помимо извлечения шлака, жидкий печной шлак и ковшевые шлаки обычно перерабатываются для извлечения черных металлов.Эта операция по извлечению металлов (с использованием магнитного сепаратора на конвейере и / или электромагнита крана) важна для сталелитейщика, поскольку металлы затем могут быть повторно использованы на сталеплавильном заводе в качестве исходного материала для доменной печи для производства чугуна.

Дополнительную информацию об использовании агрегатов стального шлака в США можно получить по адресу:

Национальная шлаковая ассоциация

ул. Норт-Фэйрфакс: 808,

Арлингтон, Вирджиния 22314

ОПЦИИ ТЕКУЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ

Переработка

По оценкам, между 7.0 и 7,5 миллиона метрических тонн (от 7,7 до 8,3 миллиона тонн) стального шлака используется каждый год в Соединенных Штатах. Основное применение стального шлака в Соединенных Штатах - его использование в качестве гранулированной основы или в качестве заполнителя в строительстве.

Выбытие

В то время как большая часть печного шлака перерабатывается для использования в качестве заполнителя, избыток стального шлака от других операций (грабли, ковш, очистка или карьерный шлак) обычно отправляется на свалки для утилизации.

ИСТОЧНИКИ НА РЫНКЕ

Стальной шлак обычно получают от переработчиков шлака, которые собирают шлак на сталеплавильных предприятиях. Переработчики шлака могут работать с различными материалами, такими как стальной шлак, ковшевый шлак, карьерный шлак и использованный огнеупорный материал для извлечения металлической стали. Эти материалы должны быть отделены от источника, и должны применяться четко определенные методы обращения, чтобы избежать загрязнения агрегата стального шлака. Переработчик шлака также должен знать общие совокупные требования конечного пользователя.

Переработка стальных шлаков для извлечения металлов важна не только для удаления излишков стали у источника на рынке для повторного использования на сталелитейном заводе, но также важна для облегчения использования неметаллического стального шлака в качестве строительного заполнителя. Этот неметаллический шлак можно дробить и просеивать для использования в качестве заполнителей (агрегаты стального шлака) или спекать и повторно использовать в качестве флюсового материала в чугунных и сталеплавильных печах.

Агрегаты стального шлака обычно имеют склонность к расширению.Это связано с наличием свободной извести и оксидов магния, которые не вступили в реакцию с силикатными структурами и могут гидратироваться и расширяться во влажной среде. Этот потенциально расширяющийся характер (объемные изменения до 10 процентов или более, связанные с гидратацией оксидов кальция и магния) может вызвать трудности с продуктами, содержащими стальной шлак, и является одной из причин, почему заполнители стального шлака не подходят для использования в портландцементном бетоне. или как уплотненная засыпка под бетонными плитами.

Стальной шлак, предназначенный для использования в качестве заполнителя, следует складировать на открытом воздухе в течение нескольких месяцев, чтобы подвергать материал воздействию влаги от естественных осадков и / или нанесения воды путем распыления. Целью такого хранения (старения) является обеспечение возможности потенциально разрушительной гидратации и связанного с ней расширения до использования материала в совокупных применениях. Существует широкий диапазон времени, необходимого для адекватного воздействия элементов. Для гидратации экспансивных оксидов может потребоваться до 18 месяцев.

ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБРАБОТКЕ НА ДОРОГАХ

Асфальтобетонный заполнитель, гранулированное основание и насыпь или насыпь

Использование стального шлака в качестве заполнителя считается стандартной практикой во многих юрисдикциях, с применением, которое включает его использование в гранулированной основе, насыпях, инженерных насыпях, обочинах шоссе и асфальтовом покрытии из горячего асфальта.

Перед использованием в качестве строительного заполнителя стальной шлак необходимо измельчить и просеять, чтобы он соответствовал установленным требованиям по градации для конкретного применения.От переработчика шлака также может потребоваться соответствие критериям содержания влаги (например, ограничение количества влаги в заполнителе стального шлака перед отправкой на завод по производству горячего асфальта) и применение методов обращения с материалами (обработки и складирования), аналогичных применяемым. в индустрии обычных агрегатов, чтобы избежать потенциальной сегрегации. Кроме того, как отмечалось ранее, перед использованием следует рассмотреть возможность расширения из-за реакций гидратации.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА

Физические свойства

Стальные шлаковые агрегаты имеют сильно угловатую форму и шероховатую структуру поверхности.У них высокий объемный удельный вес и умеренное водопоглощение (менее 3 процентов). В Таблице 18-1 перечислены некоторые типичные физические свойства стального шлака.

Таблица 18-1. Типичные физические свойства стального шлака.

Имущество Значение
Удельный вес> 3,2 - 3,6
Масса устройства, кг / м 3 (фунт / фут 3 ) 1600–1920
(100–120)
Поглощение до 3%

Химические свойства

Химический состав шлака обычно выражается в простых оксидах, рассчитанных на основе элементного анализа, определенного с помощью рентгеновской флуоресценции.В Таблице 18-2 приведен диапазон соединений, присутствующих в сталеплавильном шлаке типичной кислородно-кислородной печи. Практически все стальные шлаки попадают в эти химические диапазоны, но не все стальные шлаки подходят в качестве заполнителей. Более важна минералогическая форма шлака, которая сильно зависит от скорости охлаждения шлака в процессе выплавки стали.

Таблица 18-2. Типичный химический состав стального шлака. (4)

Составляющая Состав (%)
CaO 40–52
SiO 2 10–19
FeO 10-40
(70 - 80% FeO, 20 - 30% Fe2O3)
MnO 5–8
MgO 5–10
Al 2 O 3 1–3
П 2 О 5 0.5 - 1
S <0,1
Металлик Fe 0,5 - 10

Скорость охлаждения стального шлака достаточно низкая, поэтому обычно образуются кристаллические соединения. Преобладающими соединениями являются силикат дикальция, силикат трикальция, феррит дикальция, мервинит, алюминат кальция, оксид кальция-магния и железа, а также некоторая свободная известь и свободная магнезия (периклаз).Относительные пропорции этих соединений зависят от технологии выплавки стали и скорости охлаждения стального шлака.

Свободные оксиды кальция и магния не полностью расходуются в стальном шлаке, и в технической литературе есть общее согласие, что гидратация негашеной извести и магнезии при контакте с влагой в значительной степени ответственна за расширяющуюся природу большинства стальных шлаков (1). 2) Свободная известь гидратируется быстро и может вызывать большие изменения объема в течение относительно короткого периода времени (недели), в то время как магнезия гидратируется гораздо медленнее и способствует долгосрочному расширению, на формирование которого могут уйти годы.

Стальной шлак является слабощелочным, с pH раствора обычно в диапазоне от 8 до 10. Однако pH выщелачивания из стального шлака может превышать 11, уровень, который может вызвать коррозию алюминиевых или оцинкованных стальных труб, находящихся в прямом контакте с шлак.

Туфоподобные осадки, возникающие в результате воздействия на агрегаты стального шлака как воды, так и атмосферы, описаны в литературе. Туф представляет собой белый порошкообразный осадок, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ).Встречается в природе и обычно встречается в водоемах. Осадки туфа, связанные со стальными шлаками, приписываются выщелачиванию, смешанному с атмосферным диоксидом углерода. Свободная известь в стальных шлаках может соединяться с водой с образованием раствора гидроксида кальция (Ca (OH 2 )). Под воздействием атмосферного углекислого газа кальцит (CaCO 3 ) осаждается в виде поверхностного туфа и порошкообразного осадка в поверхностных водах. Сообщается, что осадки туфа закупоривают дренажные пути в системах дорожного покрытия. (5)

Механические свойства

Обработанный стальной шлак имеет подходящие механические свойства для использования в качестве заполнителя, включая хорошую стойкость к истиранию, хорошие характеристики прочности и высокую несущую способность. В Таблице 18-3 перечислены некоторые типичные механические свойства стального шлака.

Таблица 18-3. Типичные механические свойства стального шлака. (3)

Имущество Значение
Лос-Анджелес Абразивный износ (ASTM C131),% 20–25
Потеря устойчивости к сульфату натрия (ASTM C88),% <12
Угол внутреннего трения 40 ° - 50 °
Твердость (измеряется по шкале твердости минералов Мооса) * 6–7
Калифорния Коэффициент подшипника (CBR),% верхний размер 19 мм (3/4 дюйма) ** до 300
* Твердость доломита, измеренная по той же шкале, от 3 до 4.
** Типичное значение CBR для известнякового щебня составляет 100%.

Тепловые свойства

Из-за своей высокой теплоемкости агрегаты стального шлака сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные агрегаты. Характеристики сохранения тепла стальных шлаковых агрегатов могут быть полезными при ремонтных работах с горячей асфальтовой смесью в холодную погоду.

ССЫЛКИ

  1. JEGEL. Использование агрегатов стального шлака в горячем асфальтобетоне . Заключительный отчет, подготовленный John Emery Geotechnical Engineering Limited для Технического комитета по сталеплавильным шлакам, апрель 1993 г.

  2. Коллинз Р. Дж. И С. К. Чесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог , Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики автомобильных дорог 199, Совет транспортных исследований, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

  3. Нурелдин, А.S. и R. S. McDaniel. «Оценка поверхностных смесей стального шлака и асфальта», представленная на 69-м ежегодном заседании Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1990 г.

  4. Эмери, Дж. Дж. «Использование шлака при строительстве тротуаров», Расширение совокупных ресурсов . Специальная техническая публикация ASTM 774, Американское общество испытаний и материалов, Вашингтон, округ Колумбия, 1982 г.

  5. Gupta, J. D., and W. A. ​​Kneller. Потенциал осадка агрегатов дорожного основания .Отчет № FHWA / OH-94/004, подготовленный для Министерства транспорта Огайо, ноябрь 1993 г.

Предыдущая | Содержание | Следующий

Стальной шлак

- Руководство пользователя - Гранулированная основа - Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожных покрытий

СТАЛЬНОЙ ШЛАК

Руководство пользователя

Гранулированная основа

ВВЕДЕНИЕ

Стальной шлак может использоваться в качестве заполнителя в гранулированной основе.Многие агентства считают, что это обычный агрегат, который обычно может превышать совокупные требования для гранулированной совокупной базы. Высокая несущая способность агрегатов стального шлака может успешно использоваться на слабых грунтовых основаниях и в условиях интенсивного движения транспорта. Хорошая блокировка между частицами стального шлака обеспечивает хорошую передачу нагрузки на более слабые грунтовые основания. Из-за схожей формы частиц и угла внутреннего трения агрегаты доменного шлака иногда смешивали с агрегатами стального шлака для повышения выхода без существенного снижения стабильности.

РЕГИСТРАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Опыт Соединенных Штатов, Бельгии, Японии, Нидерландов и Германии показал, что стальной шлак, правильно подобранный, обработанный, выдержанный и испытанный, может использоваться в качестве гранулированной основы для дорог в надземных условиях. Агрегаты стального шлака обладают рядом очень подходящих механических свойств для использования в гранулированной основе, включая очень высокую стабильность и хорошую прочность. Он не широко используется для гранулированных базовых приложений, где часто бывает достаточно заполнителей более низкого качества (и менее дорогостоящих).Только четыре агентства штата (Калифорния, Индиана, Луизиана и Мичиган) контролируют использование заполнителя стального шлака в базовом режиме. (1)

Так как волюметрическая нестабильность гранулированной основы стального шлака (из-за реакций гидратации извести и долима) привела к расширяющимся реакциям, гранулированная основа стального шлака не должна использоваться в ограниченных применениях, таких как засыпка за конструкциями, гранулированное основание, основание, ограниченное бордюром и желоб, и траншеи.

Кроме того, образование туфоподобных осадков (белые порошкообразные осадки, образовавшиеся в результате химической реакции атмосферного углекислого газа и свободной извести (CaO) в стальном шлаке) привело к образованию отложений, которые забили поддренажные каналы и дренажные отверстия. (2,3) Засорение дренажных каналов создает задержку воды и условия мягкого покрытия. Воздействие инея на задержанную воду может привести к серьезным повреждениям дорожного покрытия.

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛА

Контроль качества

При производстве сталеплавильного шлака (на сталеплавильном заводе) и во время обработки заполнителей необходимы специальные процедуры контроля качества, чтобы убедиться, что сталелитейный завод «мусор» (печной кирпич, древесина, неполностью сплавленные фрагменты, известь, порода и т. Д.)) не входит в состав стального шлакового агрегата.

В дополнение к проблемам контроля, связанным с нестабильностью объема и образованием осадка туфа, следует использовать только подходящие высококачественные печные шлаки, не содержащие значительных количеств непрореагировавшей извести и долима. Бельгия и Нидерланды ограничивают содержание свободной извести в стальных шлаках, используемых для производства гранулированной основы, до 4,5 процентов и требуют, чтобы обработанный материал выдерживался не менее 1 года, чтобы ограничить нестабильность объема. (4)

Исследования показывают, что образование туфа может происходить в подточных дренажных системах шоссе, если исходное общее содержание извести (CaO) в стальных шлаках превышает 1 процент. (5,6)

Хотя выветривание полезно для контроля объемной нестабильности стальных шлаков, похоже, что оно не предотвращает образование осадков туфа.

Мойка

Последние рекомендации предполагают, что агрегаты стального шлака следует мыть и они должны содержать менее 3 процентов по массе немшлаковых составляющих, менее 0.1 процент содержания древесины и не имеют обнаруживаемых частиц мягкой извести или скоплений оксида извести. (7)

Дробление и сортировка

Перед использованием в качестве гранулированного основного материала железосодержащие компоненты стального шлака разделяются магнитным способом. Стальной шлак необходимо измельчить и просеять для получения подходящего гранулированного заполнителя с использованием технологического оборудования, аналогичного оборудованию для обычных заполнителей.

ИНЖЕНЕРНАЯ НЕДВИЖИМОСТЬ

Некоторые из важных свойств стального шлака, которые представляют особый интерес, когда стальной шлак используется в качестве заполнителя в зернистой основе, включают градацию, удельный вес, стабильность, долговечность, коррозионную активность, объемную нестабильность, дренаж и образование туфа.

Градация : Стальной шлак может быть легко переработан, чтобы удовлетворить требованиям градации AASHTO M 147 (8) для гранулированных заполнителей.

Удельный вес : Из-за относительно высокого удельного веса (3,2–3,6) стального шлака можно ожидать, что агрегат стального шлака даст продукт с более высокой плотностью по сравнению с обычными смесями (2,5–2,7).

Стабильность : агрегаты стального шлака имеют высокий угол внутреннего трения (от 40 ° до 45 °), что способствует высокой стабильности и значениям коэффициента подшипника (CBR) в Калифорнии до 300 процентов.

Долговечность : Стальные шлаковые агрегаты обладают хорошей прочностью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и эрозии.

Коррозионная активность : Значение pH заполнителя стального шлака обычно находится в диапазоне приблизительно от 8 до 10; тем не менее, фильтрат из стального шлака может превышать значение pH 11. Это может вызвать коррозию оцинкованных или алюминиевых труб, находящихся в непосредственном контакте со шлаком.

Характеристики дренажа : Агрегаты стального шлака легко дренируются и не подвержены замерзанию.

Объемная нестабильность : Стальной шлак имеет потенциально расширяющуюся природу. Изменения объема до 10 процентов и более могут происходить во время гидратации оксидов кальция и магния.

Туфовая формация : Осушение агрегатов стального шлака может привести к образованию туфоподобных осадков, которые представляют собой порошкообразные отложения, состоящие в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ). Такие отложения засоряют дренажные каналы в системах дорожного покрытия. (4)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Правильно обработанные агрегаты стального шлака могут легко соответствовать требованиям градации и физическим требованиям AASHTO M147 (8) и ASTM D2940. (9) Рекомендуется испытание стального шлака на потенциал расширения в соответствии с ASTM D4792. (10)

Гранулированная основа, содержащая стальной шлак, должна быть спроектирована так, чтобы она хорошо дренировалась (без стоячей воды) и должным образом отделялась от водотоков для предотвращения погружения. Стыки покрытия должны быть герметизированы, чтобы минимизировать попадание поверхностной воды в гранулированную основу стального шлака. Эти положения рекомендуются для сведения к минимуму возможности выщелачивания свободной извести или долима, которые могут присутствовать в этих заполнителях, вызывая отложения туфа.

Для гранулированной основы, содержащей агрегаты стального шлака, можно использовать стандартные процедуры проектирования конструкции покрытия AASHTO.

ПРОЦЕДУРЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

M Обработка и хранение материалов

Те же общие методы и оборудование, которые используются для обработки обычных заполнителей, применимы и для стального шлака.

Однако склады обработанного стального шлака перед доставкой на строительную площадку следует поддерживать во влажном состоянии.Период выдержки в сырых отвалах должен быть установлен путем контроля технологического процесса, чтобы удовлетворить критериям вредных компонентов (петрографическое исследование и испытание на расширение ASTM D4792). До тех пор, пока контрольные испытания процесса не покажут, что агрегаты стального шлака подходят для использования в гранулированной основе, рекомендуется дополнительное старение и переработка.

Размещение и уплотнение

Те же методы и оборудование, которые используются для размещения и уплотнения обычного заполнителя, могут использоваться для размещения и уплотнения стального шлака.Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не помещать материал ниже уровня грунта и в местах, где он может быть погружен в воду (во избежание волюметрической нестабильности и образования туфа). При использовании заполнителя стального шлака рекомендуется использовать хорошую систему отвода грунтовых вод, чтобы обеспечить свободный дренаж и предотвратить образование скоплений внутри стального шлака или против него.

Контроль качества

Те же процедуры полевых испытаний, что и для обычного заполнителя, рекомендуются для гранулированной основы при использовании стального шлака.Стандартные лабораторные и полевые методы испытаний уплотненной плотности приведены в AASHTO T191 (11) , T205 (12) , T238 (13) и T239. (14)

НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ

Существует необходимость в разработке стандартных методов оценки пригодности стального шлакового агрегата для применения в гранулированной основе и в разработке руководящих указаний по использованию агрегатов стального шлака в этом применении. Необходимы улучшенные методы испытаний, чтобы установить возможность образования осадка туфа.

ССЫЛКИ

  1. Коллинз Р. Дж. И С. К. Цесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог . Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики автомобильных дорог 199, Транспортный исследовательский совет, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

  2. Фельдман Р. М. Осадки туфа и их влияние на дренаж автомобильных дорог . Отчет, Кентский государственный университет, июль 1981 г.

  3. Gupta, J. D., W. A. ​​Kneller, R. Tamirisa, and E. Skrzypezak-Jankun. Характеристика основного и основного агрегатов железа и стали, вызывающих отложение известкового туфа в стоках , без даты.

  4. PIARC. Маржинальные материалы . Отчет о современном состоянии, Постоянная международная ассоциация автомобильных конгрессов, Париж, 1989 г.

  5. Кнеллер, В. А., Дж. Гупта, М. Л. Борковски и Д. Доллимор.«Определение исходного содержания свободной извести в выветрившихся железных и стальных шлаках термогравиметрическим анализом», Протокол исследований в области транспорта 1434 , Национальный исследовательский совет, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

  6. Нарита К., Т. Онойе и З. Таката. О механизмах выветривания конвертированного шлака ЛД (на яп.). Koba Steel Ltd., Япония, 1978 год.

  7. Фарранд Б. и Дж. Эмери. «Недавние улучшения качества агрегатов стального шлака», доклад, подготовленный для презентации на ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта в 1995 г., Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.

  8. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартные технические условия на материалы, «Заполнитель и грунт-агрегат подосновы, грунтовые и поверхностные слои», Обозначение AASHTO: M147-70 (1980), Спецификации части I, 14-е издание, 1986.

  9. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D2940-92, «Сортированный агрегатный материал для оснований и подоснов для автомобильных дорог или аэропортов», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, West Conshohocken, Пенсильвания, 1996.

  10. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D4792-95, «Возможное расширение агрегатов в результате реакций гидратации», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 1996.

  11. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Плотность грунта на месте методом песчаного конуса», Обозначение AASHTO: T191-86, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.

  12. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Плотность грунта на месте с помощью метода резинового шара», Обозначение AASHTO: T205-86, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.

  13. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Плотность почвы и грунтовых агрегатов на месте с помощью ядерных методов (малая глубина)», Обозначение AASHTO: T238-86, Испытания части II, 14-е издание, 1986.

  14. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Влагосодержание почвы и грунтовых агрегатов на месте с помощью ядерных методов (малая глубина)», Обозначение AASHTO: T239-86, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.

Стальной шлак - обзор

7.1.2 Типы и классификация стальных шлаков

Стальные шлаки (SS) обычно классифицируются в зависимости от типа печи, в которой они производятся.Свойства шлака зависят от типа процесса, используемого для производства сырой стали, условий охлаждения шлака и процесса валоризации.

В основном процессе необработанная сталь производится двумя способами. В первом методе железо получают из руды в доменной печи, таким образом образуя доменный шлак (BFS). Шлак BBOF (BOFS) производится в процессе выплавки стали с использованием жидкого чугуна, поступающего из доменной печи. При втором методе шлаки образуются в сталелитейной промышленности.На первом этапе производства сталелитейной промышленности на основе лома образуется шлак из ЭДП (EAFS), а на втором этапе выполняется рафинирование жидкой стали. Шлак, образующийся в LF (LFS), является результатом рафинирования стали и, следовательно, обычно является носителем тяжелых металлов, таких как хром, свинец или цинк (CEDEX - Ministerio de Fomento, 2018). В таблице 7.1 приведены характеристики основных видов шлаков, образующихся в черной металлургии.

Таблица 7.1. Оксидный состав основных видов чугунных и сталеплавильных шлаков

Химический состав Плотность (г / см 3 ) Обработка Применение Основные свойства
CaO SiO 2 Al 2 O 3 MgO Fe (общее) SO 3 MnO TiO 2 P 9018 Ca 2 906
Доменная печь ABS a 30–45 30–40 10–15 5–15 0–1 0–2 0–1 - 0–0.1 - 2,5 Медленное охлаждение (воздушное охлаждение), дробление, просеивание Бетон и дорожный заполнитель Кристаллический, плотность, прочность
GBS a 30–45 30–40 10–15 5–15 0–1 0–2 0–1 - 0–0,1 - Быстрое охлаждение (водяное охлаждение), сетка (& lt; 100 мкм) Цемент, добавка бетона Стекловидная, гидравлическая
Печь с кислородным азотом BOFS b 30–50 10–15 1–3 5–15 10 –30 0.1–0,3 1–5 0,5–2 1–3 2–10 3,3 Медленное охлаждение, дробление, просеивание Бетон и дорожный заполнитель Кристалл, прочность, высокое сопротивление скольжению
Электродуговая печь EAFS - S c 40–50 25–30 2–10 3–10 0–2 0–2 1–3 0–1 - - Медленное охлаждение, дробление, просеивание Добавка цемента и бетон Кристаллический, прочный, с высоким сопротивлением скольжению
EAFS - C d 20–40 10–20 2–10 5–15 20–40 0.1–0,5 2,5–5 0,5–1 0,5–2 0,5 3,5 Медленное охлаждение, увлажнение, дробление, просеивание Бетон и дорожный заполнитель Кристаллический, прочный, плотный, с высоким скольжением сопротивление
Ковш-печь LFS e 35–60 5–50 1–30 4–18 0–5 0–3 0–2 0–3 0–0,5 0.5–20 2,6 Медленное охлаждение, увлажнение, измельчение, просеивание Стабилизатор pH, дороги, цемент Кристаллический

ABS , Шлаки с воздушным охлаждением; GBS , Гранулированный доменный шлак; BOFS , Шлак кислородный кислородный; LFS , Шлак печной ковш; EAFS , Электродуговый шлак.

Еще одним аспектом, определяющим физические и химические свойства шлака, является тип и скорость охлаждения.Если охлаждение расплавленного шлака выполняется медленно, компоненты кристаллизуются в стабильные структуры, в большинстве случаев образуя плотный и инертный кристаллический материал. Однако, если охлаждение быстрое, его компоненты фиксируются в аморфной структуре, и, следовательно, шлак нестабилен или активен в присутствии определенных веществ. Это случай гранулированного доменного шлака (GBS), который проявляет гидравлические свойства при быстром охлаждении и широко используется в качестве частичного заменителя клинкера в портландцементах.

Существует два типа BFS, см. Рис. 7.1, в зависимости от скорости охлаждения. Шлаки с воздушным охлаждением (ABS) подвергаются медленному понижению температуры (обычно до температуры воздуха) и, следовательно, имеют кристаллическую структуру и физико-химическую стабильность. После охлаждения АБС измельчается и просеивается в соответствии с геометрическими характеристиками, требуемыми для применения. ABS имеет плотность около 2,5 г / см 3 и используется в качестве заполнителя бетона для оснований, оснований и дорожных слоев (EUROSLAG; Liu et al., 2013; Nippon Slag Association). Испанская инструкция по конструкционному бетону (EHE08) (Ministerio de Fomento - Gobierno de España, 2008; Martín-Morales et al., 2011) разрешает использование BF ABS в качестве заполнителей только при соблюдении требований, касающихся сульфатной, серной и объемной стабильности которые встретились.

Рисунок 7.1. Доменный шлак с воздушным охлаждением.

GBS, см. Рис. 7.2, представляет собой гидравлическую емкость из-за его аморфной или стекловидной структуры. Его химический состав такой же, как у АБС-пластика, но другая структура и стабильность.Для быстрого охлаждения и получения стекловидной структуры шлак гранулируют. После этого АБС шлифуется до размеров менее 100 мкм. ABS демонстрирует цементирующие свойства, поэтому он высоко ценится и используется в производстве портландцементов (EUROSLAG; Liu et al., 2013; Nippon Slag Association). В Испании 100% производимого ОГТ используется в цементной промышленности.

Рисунок 7.2. Гранулированный доменный шлак.

BOFS, см. Рис. 7.3, имеют высокое содержание Fe, поэтому его удельный вес превышает 3 г / см 3 .Этот тип шлака медленно охлаждается, чтобы вызвать кристаллизацию и стабилизацию его компонентов. Наиболее широко используется в производстве заполнителей для бетонных и дорожных покрытий (Shi, 2004; Tossavainen et al., 2007; Das et al., 2007; Juckes, 2003; Mahieux et al., 2009; Poh et al., 2006; Shen et al., 2009; Waligora et al., 2010; Xuequan et al., 1999).

Рисунок 7.3. Кислородный печной шлак.

В таблице 7.1 представлены два типа EAFS: нержавеющая сталь (EAFS-S), рис.7.4 (Johnson et al., 2003; Huaiwei, Xin, 2011; Rosales et al., 2017) и сырая сталь (EAFS-C) (Shi, 2004; Tossavainen et al., 2007; Barra et al., 2001; Luxán et al., 2000; Manso et al., 2006; Tsakiridis et al., 2008). Основные различия заключаются в содержании SiO 2 и Fe. Большое количество оксида или металлического Fe (которое невозможно восстановить) придает EAFS-C, рис. 7.5, плотность, которая обычно превышает 3,5 г / см 3 . Подсчитано, что на каждую тонну стали, произведенной в этой печи, образуется от 110 до 150 кг EAFS (UNESID, 2018).Когда они используются в качестве заполнителей, после медленного охлаждения они обладают высокой прочностью на сжатие и сопротивлением скольжению. Было показано, что EAFS являются высокоэффективными заполнителями в высокопрочном бетоне и в дорожных покрытиях.

Рисунок 7.4. Электродуговая печь из нержавеющей стали.

Рисунок 7.5. Сталь сырая в электродуговой печи.

LFS, см. Рис. 7.6, обычно образуется при производстве низколегированных сталей, и после охлаждения на воздухе и атмосферных воздействий в течение нескольких дней этот материал полностью измельчается до мелких белых частиц (Manso et al., 2005, 2013). В зависимости от типа процесса можно найти два типа LFS. Насыщенные глиноземом (Tossavainen et al., 2007; Adolfsson et al., 2007; Nicolae et al., 2007; Yildirim, Prezzi, 2011) и насыщенные кремнеземом (Manso et al., 2013; Qian et al., 2002; Papayianni, Anastasiou, 2006, 2010; Branca et al., 2009; Rodriguez et al., 2009; Setién et al., 2009; Montenegro et al., 2013). Они различаются по своему составу, имеют либо более высокое содержание оксидов алюминия, либо более высокое содержание оксида кремния.LFS можно использовать в качестве сырья при производстве цемента, хотя следует соблюдать особую осторожность с содержанием фтора и хлора, которые могут отрицательно повлиять на свойства клинкера. На его долю приходится от 10% до 20% производства EAFS (UNESID, 2018).

Рисунок 7.6. Ковш печной шлак.

SS можно использовать во многих приложениях. В большинстве случаев повышение ценности и использование этих побочных продуктов предотвращает захоронение отходов, снижает потребление энергии, сокращает выбросы CO 2 и помогает сохранить природные ресурсы.

Охлажденный шлак - обзор

11.2.3 ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ

Обычный воздушно-охлаждаемый шлак не имеет или имеет очень слабые цементирующие свойства. Один только гранулированный шлак также оказывает незначительное цементирующее действие, но, если присутствует какой-либо подходящий активатор, все, кроме более кремнистых гранулированных шлаков, демонстрируют заметные цементирующие свойства. Активатором может быть известь, портландцемент, щелочи, такие как каустическая сода или карбонат натрия, или сульфаты щелочей, кальция или магния.Конечно, это свойство привело к использованию материала в различных формах цемента.

В целом, чем более щелочной является шлак, тем выше его гидравлическая активность в присутствии щелочных активаторов. При использовании сульфатных активаторов основность шлака - не единственный критерий; шлак также должен содержать по крайней мере среднее или умеренно высокое содержание глинозема. Причина этой гидравлической активности и ее связь с химическим составом и физическим состоянием шлака были тщательно изучены, но пока не достигли окончательного результата.Содержание стекла является основным фактором, а повышение температуры расплавленного шлака при гранулировании способствует гидравлической прочности продукта. Таким образом, для серии гематитовых шлаков, закаленных для получения различного содержания стекла, Schwiete and Dolbor 15 получили примерно линейную зависимость между прочностью и содержанием стекла. Увеличение содержания кристаллических компонентов снижает цементирующие свойства, хотя некоторые из них могут вносить определенный вклад в прочность. Этого следовало ожидать для α′- или β-дикальцийсиликата, но есть также свидетельства того, что геленит и акерманит не могут быть инертными.В мервинитовых шлаках дендритные кристаллы C 3 MS 2 сосуществуют с более химически активным стеклом. 12 , 13

Кислотно-основные соображения были использованы для корреляции химического состава с реакционной способностью. Химические индексы или гидравлические модули многочисленны и подробно рассмотрены Шредером. 2 Наиболее распространенные модули, используемые для прогнозирования гидравлической реактивности шлаков или прочности на сжатие цементных смесей, включают основные оксиды шлака C, S, A и M (Таблица 11.5). Самый известный во многих странах - (C + M + A) / S. Он включен в правила, т.е. он должен быть ≥ 1,0 в Германии или ≥ 1,4 в Японии. Эффективность MgO достигает 18 процентов. Он имеет то же влияние, что и СаО, в диапазоне до 11 весовых процентов.

Таблица 11.5. Некоторые гидравлические модули гранулированных шлаков, полученные на основе химического анализа

Шлак 1 2 3 4 5 6 7
31 1,26 1,22 0,95 0,93 1,30 1,34
C + M + AS 1,88 1,88 1,79 1,63 1,39 1,63 1,39 1,39
C + M + 12AS + 23A 1,52 1,57 1,51 1,32 1,15 1,55 1,41
A / S 0,43 0.36 0,34 0,41 0,34 0,51 0,45

Низкие значения модулей соответствуют низкой гидравлической реактивности, но не всегда существует хорошая корреляция между гидравлической и механической прочностью в разном возрасте (рис. 11.5). Некоторые новые модули, представленные на 7-м Международном конгрессе по химии цемента в Париже, учитывают весь химический анализ, включая второстепенные элементы, и степень кристалличности, которая соответствует более сложному анализу. 12

Рис. 11.5. Влияние Al 2 O 3 на развитие прочности при гидравлическом модуле (C + M) / S = 1,4

(источник: ссылка 4).

Многие рабочие пытались прогнозировать механическую прочность в разном возрасте, используя гидравлические модули, содержание стекла и минералогический состав. Камешима и Такемура, 16 , используя множественный регрессионный анализ и отношение (Y) измеренных значений прочности за 28 дней между шлаковым цементом и соответствующим портландцементом, обнаружили следующее соотношение:

(11.1) Y = -73,33 + 74,06x1 + 0,48x2-2,41x3

, где x 1 = основность, x 2 = содержание стекла и x 3 = остаток метанола пикриновой кислоты после растворение безводных соединений.

Hooton and Emery 17 определили гидравлические показатели через 7, 28 и 91 день, используя как содержание стекла, так и химический анализ следующим образом:

(11,2) HI (7) = 0,688 (стекло) +3,03 (CaO) -7,97 (SiO2) -14,24 (Mn) ± 177,1

с коэффициентом корреляции r = 0.943 и стандартная ошибка ± 7,4.

(11,3) HI (7) = 0,580 (стекло) + 153,8C + M + AS-243,0

с r = 0,919 и SE = ± 8,7. Показатели эффективности, полученные на 28 и 91 день, не очень подходили для прогнозирования сильных сторон ( r = 0,811 - 0,771 - 0,795).

Также были предложены различные быстрые качественные тесты. Показатель преломления шлакового стекла варьируется от 1,635 до 1,67, но шлаки с высоким содержанием извести обычно имеют показатель выше 1,65. Тесной корреляции между активностью и теплотой кристаллизации стекловидных шлаков различного состава нет.Для одной композиции активность связана с теплотой кристаллизации, поскольку она является мерой эффективности начального гранулирования. Исследования гранулированных шлаков методами ДТА также не показали какой-либо связи между наблюдаемыми экзотермическими пиками и гидравлическими свойствами. 18

В Германии широко используется флуоресцентный тест 19 , 20 в качестве быстрого метода оценки гранулированных шлаков, хотя опыт со шлаками в Великобритании показывает, что он применим только для шлаков, производимых одним конкретным предприятием. процесса или даже одной печи.В этом тесте образец исследуется в ультрафиолетовом свете. Утверждается, что стекловидные частицы шлака излучают красный и розовый цвета, тогда как высококристаллические частицы излучают синий и фиолетовый цвета. Произведение процента красных флуоресцирующих частиц в грануляте на соотношение CaO / SiO 2 шлака считается надежным показателем гидравлической ценности. Утверждается, что флуоресцентный тест позволяет различать стекла разной гидравлической ценности и поэтому предпочтительнее микроскопической оценки стекла.Из этого теста и теста, использованного Parker and Nurse, 117 , очевидно, что ни модуль упругости, ни содержание стекла сами по себе не являются достаточными для характеристики гидравлических свойств шлака и что требуется какой-то продукт из двух.

Химический метод оценки активности гранулированных шлаков был описан Либером. 21 Пять граммов измельченного шлака до удельной поверхности 3200 см 2 / г встряхивают в течение 3 часов при 80 ° C с 50 мл 5-процентного раствора NaOH, фильтруют, промывают четыре раза 40 мл метанола. и дважды с 25 мл диэтилового эфира.Затем остаток сушат в течение 30 минут при 60 ° C, и потери или возгорание при 600 ° C определяют как показатель связанной воды. Было обнаружено справедливое соотношение между количеством связанной воды и прочностью, развиваемой в портландцементно-шлаковом цементе в соотношении 50:50, испытанном с использованием стандартных немецких строительных растворов (DIN 1164).

Кондо и Ошава 22 определили скорость гидратации шлака в цементе методом экстракции: 0,5 г образца смешивают в химическом стакане с 2,5 г салицикловой кислоты, 35 см 3 ацетона и 15 см 3 метанола в течение 1 дня при комнатной температуре.Затем фильтруют, остаток промывают метанолом, сушат и нагревают при 850 ° C в течение 10 мин. Исходный образец шлака следует обрабатывать так же, как и стандарт. Миронов и др. 23 и Regourd et al. 24 успешно использовали этот метод.

Модули состава удобны для быстрого контроля качества шлака, поскольку регулярный химический анализ шлака необходим в любом случае при контроле производства чугуна, но единственным окончательным ориентиром является прочность, развиваемая в цементах.Для оценки вклада шлака в прочность Кейл рекомендует использовать «гидравлический индекс». 25 Это основано на сравнении прочности на сжатие через 28 дней растворов, содержащих (I) портландцемент - шлаковый цемент, (II) только тот же портландцемент и (III) портландцемент - молотый кварцевый песок (песок отшлифованы до удельной поверхности 4000 см ( 2 / г методом воздухопроницаемости). Если прочность, развиваемая в растворах I, II и III, составляет a, b и c соответственно, а количество по весу шлака или молотого кварца в цементах I и III составляет 30 процентов, тогда

(11 .4) гидравлический индекс 70: 30 = a-cb-c × 100

Если шлак негидравлический, его действие должно быть аналогично инертному измельченному песку, а гидравлический показатель должен быть равен нулю. Если он такой же цементирующий, как сам портландцемент, индекс должен быть равен 100. На практике обнаруживается, что индекс изменяется в зависимости от доли шлака, присутствующего в цементе, и он не обязательно будет таким же в пропорциях 50:50 или 30:70. Смесь портландцемент-шлак как в смеси 70:30.

В заключение следует отметить, что основность, стеклопакет и гидравлические модули не всегда являются адекватными критериями. 26 , 27 Настоятельно рекомендуется определение прочности на сжатие смешанных цементов для целей контроля качества. 17 , 24 , 27 Такой тест производительности используется в методе ASTM C 989. 1 Канадский стандарт CAN 3-A 23,5 для шлака не требует соотношения основности.

UG-Mat Стальной шлак | Ресурсный центр вторичных материалов

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Стальной шлак, побочный продукт производства стали, образуется во время отделения жидкой стали от примесей в сталеплавильных печах.Шлак представляет собой расплавленный жидкий расплав и представляет собой сложный раствор силикатов и оксидов, который затвердевает при охлаждении.

Практически вся сталь в настоящее время производится на металлургических комбинатах с использованием версии основного кислородного процесса или на специальных сталеплавильных заводах (мини-заводах) с использованием процесса электродуговой печи. Процесс мартеновской печи больше не используется.

В кислородном процессе горячий жидкий доменный металл, лом и флюсы, которые состоят из извести (CaO) и доломитовой извести (CaO.MgO или «долим») загружаются в конвертер (печь). В конвертер опускается фурма и впрыскивается кислород под высоким давлением. Кислород соединяется с примесями в шихте и удаляет их. Эти примеси состоят из углерода в виде газообразного оксида углерода и кремния, марганца, фосфора и некоторого количества железа в виде жидких оксидов, которые соединяются с известью и долимом с образованием стального шлака. В конце операции рафинирования жидкая сталь выпускается (выливается) в ковш, в то время как стальной шлак остается в емкости, а затем выпускается в отдельную емкость для шлака.

Существует множество марок стали, которые можно производить, и свойства стального шлака могут значительно изменяться с каждой маркой. Марки стали можно разделить на высокие, средние и низкие, в зависимости от содержания углерода в стали. Высококачественные стали имеют высокое содержание углерода. Чтобы уменьшить количество углерода в стали, в процессе производства стали требуются более высокие уровни кислорода. Это также требует добавления повышенных уровней извести и долима (флюса) для удаления примесей из стали и повышенного образования шлака.

В процессе производства стали образуется несколько различных типов стального шлака. Эти различные типы называются печным или выпускным шлаком, скребковым шлаком, синтетическим или ковшевым шлаком, а также карьерным или очистным шлаком. На рисунке 1 представлена ​​диаграмма общего потока и производства различных шлаков на современном металлургическом заводе.

Стальной шлак, образующийся на первичной стадии производства стали, называется печным шлаком или выпускным шлаком. Это основной источник стального шлакового агрегата.После выпуска из печи жидкая сталь перемещается в ковш для дальнейшего рафинирования для удаления дополнительных примесей, все еще содержащихся в стали. Эта операция называется рафинированием в ковше, потому что она выполняется внутри передаточного ковша. Во время рафинирования в ковше дополнительные стальные шлаки образуются из-за повторного добавления флюсов в ковш для плавления. Эти шлаки сочетаются с любым уносом печного шлака и способствуют поглощению продуктов раскисления (включений), теплоизоляции и защите огнеупоров ковшей.Стальные шлаки, образующиеся на этой стадии производства стали, обычно называют шлаками граблей и ковшей.

Рисунок 1. Обзор производства шлака на современном металлургическом комбинате.

Шахтный шлак и очистной шлак - это другие виды шлака, обычно встречающиеся при производстве стали. Обычно они состоят из стального шлака, который падает на пол установки на различных этапах работы, или шлака, который удаляется из ковша после выпуска.

Поскольку стадия рафинирования в ковше обычно включает сравнительно высокие добавки флюса, свойства этих синтетических шлаков сильно отличаются от свойств печного шлака и, как правило, непригодны для переработки в качестве агрегатов стального шлака.Эти различные шлаки необходимо отделить от печного шлака, чтобы избежать загрязнения производимого шлакового агрегата.

Помимо извлечения шлака, жидкий печной шлак и ковшевые шлаки обычно обрабатываются для извлечения черных металлов. Эта операция по извлечению металлов (с использованием магнитного сепаратора на конвейере и / или электромагнита крана) важна для сталелитейщика, поскольку металлы затем могут быть повторно использованы на сталеплавильном заводе в качестве исходного материала для доменной печи для производства чугуна.

Дополнительную информацию об использовании заполнителя стального шлака в США можно получить по адресу:

Национальная шлаковая ассоциация 808 North Fairfax Street Арлингтон, Вирджиния 22314

ОПЦИИ ТЕКУЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ

Переработка

По оценкам, в США ежегодно используется от 7,0 до 7,5 миллионов метрических тонн (от 7,7 до 8,3 миллиона тонн) стального шлака. Основное применение стального шлака в Соединенных Штатах - его использование в качестве гранулированной основы или в качестве заполнителя в строительстве.

Утилизация

В то время как большая часть печного шлака перерабатывается для использования в качестве заполнителя, избыток стального шлака от других операций (грабли, ковш, очистка или карьерный шлак) обычно отправляется на свалки для утилизации.

ИСТОЧНИКИ НА РЫНКЕ

Стальной шлак обычно получают от переработчиков шлака, которые собирают шлак на сталеплавильных предприятиях. Переработчики шлака могут работать с различными материалами, такими как стальной шлак, ковшевый шлак, карьерный шлак и использованный огнеупорный материал для извлечения металлической стали.Эти материалы должны быть отделены от источника, и должны применяться четко определенные методы обращения, чтобы избежать загрязнения агрегата стального шлака. Переработчик шлака также должен знать общие совокупные требования конечного пользователя.

Переработка стальных шлаков для извлечения металлов важна не только для удаления излишков стали у источника на рынке для повторного использования на сталелитейном заводе, но также важна для облегчения использования неметаллического стального шлака в качестве строительного заполнителя. Этот неметаллический шлак можно дробить и просеивать для использования в качестве заполнителей (агрегаты стального шлака) или спекать и повторно использовать в качестве флюсового материала в чугунных и сталеплавильных печах.

Агрегаты стального шлака обычно имеют склонность к расширению. Это связано с наличием свободной извести и оксидов магния, которые не вступили в реакцию с силикатными структурами и могут гидратироваться и расширяться во влажной среде. Этот потенциально расширяющийся характер (объемные изменения до 10 процентов или более, связанные с гидратацией оксидов кальция и магния) может вызвать трудности с продуктами, содержащими стальной шлак, и является одной из причин, почему заполнители стального шлака не подходят для использования в портландцементном бетоне. или как уплотненная засыпка под бетонными плитами.

Стальной шлак, предназначенный для использования в качестве заполнителя, следует складировать на открытом воздухе в течение нескольких месяцев, чтобы подвергать материал воздействию влаги от естественных осадков и / или нанесения воды путем распыления. Целью такого хранения (старения) является обеспечение возможности потенциально разрушительной гидратации и связанного с ней расширения до использования материала в совокупных применениях. Существует широкий диапазон времени, необходимого для адекватного воздействия элементов. Для гидратации экспансивных оксидов может потребоваться до 18 месяцев.

ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБРАБОТКЕ НА ДОРОГАХ

Асфальтобетонный заполнитель, гранулированное основание и насыпь или насыпь

Использование стального шлака в качестве заполнителя считается стандартной практикой во многих юрисдикциях, с применением, которое включает его использование в гранулированной основе, насыпях, инженерных насыпях, обочинах шоссе и асфальтовом покрытии из горячего асфальта.

Перед использованием в качестве строительного заполнителя стальной шлак необходимо измельчить и просеять, чтобы он соответствовал установленным требованиям градации для конкретного применения.От переработчика шлака также может потребоваться соответствие критериям содержания влаги (например, ограничение количества влаги в заполнителе стального шлака перед отправкой на завод по производству горячего асфальта) и применение методов обращения с материалами (обработки и складирования), аналогичных применяемым. в индустрии обычных агрегатов, чтобы избежать потенциальной сегрегации. Кроме того, как отмечалось ранее, перед использованием следует рассмотреть возможность расширения из-за реакций гидратации.

СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА

Физические свойства

Стальные шлаковые агрегаты имеют сильно угловатую форму и шероховатую структуру поверхности.У них высокий объемный удельный вес и умеренное водопоглощение (менее 3 процентов). В таблице 1 перечислены некоторые типичные физические свойства стального шлака.

Таблица 1. Типичные физические свойства стального шлака.
Имущество Значение
Удельный вес 3,2 - 3,6
Масса агрегата, кг / м 3 (фунт / фут 3 ) 1600–1920 (100–120)
Поглощение до 3%
Химические свойства

Химический состав шлака обычно выражается в простых оксидах, рассчитанных на основе элементного анализа, определенного с помощью рентгеновской флуоресценции.В таблице 2 приведен диапазон соединений, присутствующих в стальном шлаке типичной кислородно-кислородной печи. Практически все стальные шлаки попадают в эти химические диапазоны, но не все стальные шлаки подходят в качестве заполнителей. Более важна минералогическая форма шлака, которая сильно зависит от скорости охлаждения шлака в процессе выплавки стали.

Таблица 2. Типичный химический состав стального шлака. (4)
Составляющая Состав (%)
CaO 40–52
SiO 2 10–19
FeO 10–40 (70 - 80% FeO, 20 - 30% Fe2O3)
MnO 5–8
MgO 5–10
Al 2 O 3 1–3
П 2 О 5 0.5 - 1
S <0,1
Металлик Fe 0,5 - 10
Скорость охлаждения стального шлака достаточно низкая, поэтому обычно образуются кристаллические соединения. Преобладающими соединениями являются силикат дикальция, силикат трикальция, феррит дикальция, мервинит, алюминат кальция, оксид кальция-магния и железа, а также некоторая свободная известь и свободная магнезия (периклаз). Относительные пропорции этих соединений зависят от технологии выплавки стали и скорости охлаждения стального шлака.

Свободные оксиды кальция и магния не полностью расходуются в стальном шлаке, и в технической литературе есть общее согласие, что гидратация негашеной извести и магнезии при контакте с влагой в значительной степени ответственна за расширяющуюся природу большинства стальных шлаков. (1,2) Свободная известь гидратируется быстро и может вызывать большие изменения объема в течение относительно короткого периода времени (недели), в то время как магнезия гидратируется гораздо медленнее и способствует долгосрочному расширению, на развитие которого могут уйти годы.

Стальной шлак является слабощелочным, с pH раствора обычно в диапазоне от 8 до 10. Однако pH выщелачивания из стального шлака может превышать 11, уровень, который может вызвать коррозию алюминиевых или оцинкованных стальных труб, находящихся в прямом контакте. со шлаком.

Туфоподобные осадки, возникающие в результате воздействия на агрегаты стального шлака как воды, так и атмосферы, описаны в литературе. Туф представляет собой белый порошкообразный осадок, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ).Встречается в природе и обычно встречается в водоемах. Осадки туфа, связанные со стальными шлаками, приписываются выщелачиванию, смешанному с атмосферным диоксидом углерода. Свободная известь в стальных шлаках может соединяться с водой с образованием раствора гидроксида кальция (Ca (OH 2 )). Под воздействием атмосферного углекислого газа кальцит (CaCO 3 ) осаждается в виде поверхностного туфа и порошкообразного осадка в поверхностных водах. Сообщается, что осадки туфа закупоривают дренажные пути в системах дорожного покрытия. (5)

Механические свойства

Обработанный стальной шлак имеет подходящие механические свойства для использования в качестве заполнителя, включая хорошую стойкость к истиранию, хорошие характеристики прочности и высокую несущую способность. В таблице 3 перечислены некоторые типичные механические свойства стального шлака.

Таблица 3. Типичные механические свойства стального шлака. (3)
Имущество Значение
Лос-Анджелес Абразивный износ (ASTM C131),% 20–25
Потеря устойчивости к сульфату натрия (ASTM C88),% <12
Угол внутреннего трения 40 ° - 50 °
Твердость (измеряется по шкале твердости минералов Мооса) * 6–7
Калифорния Коэффициент подшипника (CBR),% верхний размер 19 мм (3/4 дюйма) ** до 300
* Твердость доломита, измеренная по той же шкале, от 3 до 4.** Типичное значение CBR для известнякового щебня составляет 100%.
Тепловые свойства

Из-за своей высокой теплоемкости агрегаты стального шлака сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные агрегаты. Характеристики сохранения тепла стальных шлаковых агрегатов могут быть полезными при ремонтных работах с горячей асфальтовой смесью в холодную погоду.

ССЫЛКИ

  1. JEGEL. Использование агрегатов стального шлака в горячем асфальтобетоне .Заключительный отчет, подготовленный John Emery Geotechnical Engineering Limited для Технического комитета по сталеплавильным шлакам, апрель 1993 г.
  2. Коллинз Р. Дж. И С. К. Чесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог , Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики автомобильных дорог 199, Совет транспортных исследований, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.
  3. Noureldin, A. S., and R. S. McDaniel. «Оценка поверхностных смесей стального шлака и асфальта», представленная на 69-м ежегодном заседании Совета по исследованиям транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1990 г.
  4. Эмери, Дж. Дж. «Использование шлака при строительстве тротуаров», Расширение совокупных ресурсов . Специальная техническая публикация ASTM 774, Американское общество испытаний и материалов, Вашингтон, округ Колумбия, 1982.
  5. Gupta, J. D., and W. A. ​​Kneller. Потенциал осадка агрегатов дорожного основания . Отчет № FHWA / OH-94/004, подготовленный для Министерства транспорта Огайо, ноябрь 1993 г.

ВВЕДЕНИЕ

Стальной шлак может быть переработан в крупнозернистый или мелкозернистый заполнитель для использования в плотных и открытых покрытиях из горячего асфальтобетона, (1,2,3) , а также в холодных смесях или при обработке поверхностей. (4) Правильная обработка стального шлака и специальные процедуры контроля качества чрезвычайно важны при выборе стального шлака для использования в асфальтобетонных смесях. Особое значение имеет возможность расширения из-за наличия свободной извести или магнезии в шлаке, игнорирование которых может привести к растрескиванию дорожного покрытия. Использование стального шлака в смесях для дорожных покрытий должно быть ограничено заменой мелкой или крупной фракции заполнителя, но не обоих сразу, потому что горячая асфальтовая смесь, содержащая 100% стального шлака, подвержена образованию большого количества пустот и проблем с набуханием из-за угловой формы стального шлака. совокупный.Смеси с большим пустым пространством (100-процентные смеси заполнителей стального шлака) подвержены чрезмерному асфальтированию во время производства и последующей промывке из-за уплотнения трафика в процессе эксплуатации.

РЕГИСТРАЦИЯ РАБОТЫ

Стальной шлак успешно используется в качестве заполнителя в горячих асфальтобетонных покрытиях и при обработке поверхностей в США и за рубежом. Его использование требует правильного выбора, обработки, старения и тестирования, чтобы гарантировать, что он будет работать в соответствии с предполагаемыми проектными спецификациями.

По меньшей мере 11 штатов (Алабама, Калифорния, Иллинойс, Индиана, Кентукки, Луизиана, Мичиган, Миссури, Пенсильвания, Южная Каролина и Западная Вирджиния) оценили использование стального шлака в качестве заполнителя при укладке асфальта, и одно агентство штата (Луизиана) провело оценку использования стального шлака. участвовал в использовании стального шлака для обработки поверхности. (5)

К положительным характеристикам агрегатов стального шлака в горячей асфальтовой смеси относятся хорошие фрикционные свойства и сопротивление отслаиванию, высокая стабильность и устойчивость к колейности / пластической деформации.Однако использование неподходящего или неправильно обработанного шлака может привести к снижению производительности.

Обширное растрескивание тротуаров на карте наблюдалось рядом агентств в США (Иллинойс, Индиана и Миннесота), Канаде, Германии и Японии. Растрескивание связано с объемной нестабильностью, связанной со свободной известью (CaO) и / или свободной магнезией (MgO) в стальном шлаке. Гидратация свободной извести или магнезии приводит к расширению и растрескиванию частицы шлака.Когда эта реакция происходит на асфальте, могут возникать трещины или выскакивать. Недавние проблемы, о которых сообщалось в Огайо и Иллинойсе, связанные с износом, расслоением и крупнозернистой текстурой горячего асфальта, содержащего заполнитель стального шлака, привели к некоторым ограничениям на использование стального шлака. (6)

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛА

Контроль качества

При производстве сталеплавильного шлака (на сталеплавильном заводе) и во время обработки заполнителей необходимы специальные процедуры контроля качества, чтобы убедиться, что сталелитейный завод «мусор» (печной кирпич, древесина, неполностью сплавленные фрагменты, известь, порода и т. Д.)) не входит в состав стального шлакового агрегата.

Мойка

Для контроля волюметрической нестабильности, возникающей из-за присутствия потенциально гидратируемой свободной извести и свободной магнезии, следует использовать только подходящие высококачественные печные шлаки, не содержащие значительных количеств непрореагировавшей извести и долима. Недавно рекомендованные варианты предполагают, что агрегаты крупного и мелкого стального шлака должны быть промыты и содержать менее 3 процентов по массе нелаковых составляющих и менее 0.1 процент содержания древесины. Кроме того, рекомендуется, чтобы не было обнаруживаемых частиц мягкой извести или скоплений оксида извести. (7)

Дробление и грохочение

Помимо требований к очистке, старению и контролю качества, дробление, просеивание и магнитная сепарация необходимы для производства подходящего продукта из крупных или мелких заполнителей. Последовательность градации, удельный вес и абсорбция важны для агрегатов стального шлака, которые будут использоваться в горячем асфальте, и обработчик заполнителей должен обеспечить это.

ИНЖЕНЕРНАЯ НЕДВИЖИМОСТЬ

Обычно физические, химические и минералогические свойства стальных шлаков сильно различаются. Эта разница зависит от сталеплавильного завода, процесса производства стали, конкретной печи, обработки стального шлака и стратегии хранения. По этой причине использование стального шлакового агрегата необходимо рассматривать для конкретной сталеплавильной печи и технологической основы с учетом присущей изменчивости производства шлака и присутствия потенциально гидратируемой свободной извести и свободной магнезии.

Некоторые свойства стального шлака, которые представляют особый интерес при использовании стального шлака в асфальтобетоне, включают градацию, удельный вес, долговечность, содержание влаги, абсорбцию, фрикционные и термические свойства.

Градация : заполнители стального шлака, используемые в горячей асфальтовой смеси, должны соответствовать тем же требованиям градации, что и обычные заполнители, как указано в AASHTO T27. (8) Для обработки поверхности агрегаты стального шлака должны соответствовать градации и физическим требованиям ASTM D1139. (9)

Удельный вес : Из-за относительно высокого удельного веса (от 3,2 до 3,6) стального шлака можно ожидать, что заполнитель стального шлака даст продукт с более высокой плотностью по сравнению с обычными смесями. Относительная насыпная плотность на 15-25% больше, чем у большинства обычных смесей.

Долговечность : Стальной шлаковый заполнитель очень твердый и устойчивый к истиранию. Агрегаты стального шлака обладают хорошей прочностью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и эрозии.

Влагосодержание : Относительно шероховатая текстура поверхности (глубокие поры) стального шлака увеличивает восприимчивость заполнителя к дифференциальной сушке и потенциальному удержанию влаги в горячей смеси. Удержание влаги в сочетании с присутствием гидратируемых оксидов может привести к нестабильности объема. Чтобы свести к минимуму требования к сушке и возможность реакций гидратации, содержание влаги в заполнителе стального шлака должно быть ограничено до 5 процентов перед использованием в горячей асфальтовой смеси.Влажность стального шлакового агрегата после сушки не должна превышать 0,1%.

Абсорбция : Стальной шлак имеет несколько более высокую абсорбцию, чем обычный заполнитель. Это может привести к увеличению спроса на асфальтобетон. Извлекаемость асфальтового цемента (по результатам лабораторных испытаний) может быть более сложной, чем для обычного заполнителя.

Фрикционные свойства : Опыт нескольких стран с агрегатами стального шлака в горячей асфальтовой смеси показывает, что можно ожидать очень удовлетворительного сопротивления трению.Показатели полированного камня (PSV, желательны высокие значения) и показатели совокупного истирания (AAV, желательны низкие значения) подтверждают общий вывод о том, что стальной шлаковый агрегат демонстрирует превосходное сопротивление трению для дорожных покрытий. (10) Высокое сопротивление трению, а также стойкость к истиранию стального шлакового агрегата является преимуществом в приложениях, где требуется высокая износостойкость, таких как промышленные дороги, перекрестки и стоянки с интенсивным движением.

Термические свойства : Сообщается, что агрегаты стального шлака сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные агрегаты.Характеристики сохранения тепла стальных шлаковых заполнителей могут быть полезными при ремонтных работах с горячей асфальтовой смесью в холодную погоду.

Некоторые из свойств смеси, которые представляют интерес при использовании стального шлака в асфальтобетонных смесях, включают стабильность, сопротивление отслаиванию и сопротивление колейности.

Стабильность : Смеси заполнителя стального шлака сочетают в себе очень высокую стабильность (в 1,5–3 раза выше, чем у обычных смесей) с хорошей текучестью.

Сопротивление отслаиванию : Смеси стального шлака обычно демонстрируют отличное сопротивление отслоению асфальтового цемента от частиц заполнителя стального шлака.Сопротивление отпарке, скорее всего, повышается из-за наличия в шлаке свободной извести.

Стойкость к колейности : Высокая стабильность (в 1,5–3 раза выше, чем у обычных смесей) с хорошими свойствами текучести приводит к получению смеси, которая устойчива к колейности после охлаждения, но при этом остается компактной. Устойчивость к колееобразованию является преимуществом для автомагистралей, промышленных дорог и парковок, подверженных большим нагрузкам на ось.

РАЗРАБОТКА

Дизайн смеси

Асфальтовые смеси, содержащие стальной шлак, могут быть разработаны с использованием стандартных лабораторных процедур.Смеси, сочетающие заполнитель стального шлака и обычные заполнители, обычно проектируются объемно из-за значительной разницы в относительных объемных плотностях заполнителя.

Требования ASTM D5106 (11) и ASTM D4792 (12) определяют рекомендуемые свойства стального шлакового заполнителя для использования в горячей асфальтовой смеси. Некоторые агентства, такие как Министерство транспорта Пенсильвании, приняли дополнительные спецификации, устанавливающие минимальные периоды старения для переработанного стального шлака, направленные на ограничение риска обширного растрескивания агрегата стального шлака в горячей асфальтовой смеси.В международном масштабе Германия и Япония имеют исчерпывающие спецификации для обработки агрегатов стального шлака, которые, помимо требований к старению и испытания на расширение агрегата, также включают испытания на расширение горячей асфальтовой смеси, содержащей стальной шлак. 13)

Использование заполнителя стального шлака во многих юрисдикциях ограничивается грубым или мелким заполнителем (но не обоими сразу) для смягчения потенциальных проблем с набуханием (плохая уплотняемость и большое количество пустот). Эту проблему также можно смягчить путем смешивания крупнозернистого или мелкозернистого стального шлакового заполнителя с обычными природными (более округлыми) материалами для облегчения уплотнения горячей смеси.

Недавняя комплексная оценка агрегатов стального шлака при использовании горячего асфальта была проведена в Канаде. Результатом этой оценки стали следующие рекомендуемые испытания и технические характеристики для шлаковых агрегатов: (13)

  • Петрографическое исследование должно быть выполнено для всего стального шлакового агрегата для выявления присутствия вредных компонентов. Не должно быть обнаружено скоплений извести или оксида извести.
  • Возможность расширения стального шлака должна быть проверена в соответствии со стандартом ASTM D4792 с помощью 7-дневного испытания погружением в воду.Рекомендуется максимальный предел расширения 1 процент.
  • Стальной шлаковый заполнитель для горячей асфальтовой смеси с погружением в нее следует провести испытания на расширение конечных пробок для горячей асфальтовой смеси Marshall, чтобы гарантировать стабильность горячей асфальтовой смеси. Допускается отсутствие трещин или вспучиваний, а также наличие лишь незначительных пятен в брикетах горячей смеси асфальта из стального шлака после 72 часов погружения в водяную баню с температурой 60 ° C.
  • Следует учесть испытание на разрушение автоклава при атмосферном давлении с использованием ускоренных 1-часовых испытаний, чтобы быстро получить информацию о потенциале объемного расширения шлака, и установить приемлемые пределы на основе эксплуатационных испытаний.
Эти спецификации были рекомендованы в качестве дополнения к минимальным требованиям к старению для складских запасов переработанных стальных шлаков.

Проектирование конструкций

Традиционные методы структурного проектирования покрытий AASHTO подходят для асфальтовых покрытий с добавлением стального шлака в смесь.

ПРОЦЕДУРА СТРОИТЕЛЬСТВА

Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

Те же общие методы и оборудование, которые используются для работы с обычными агрегатами, применимы и для стальных шлаковых агрегатов.

Склады обработанного (дробленого и просеянного) агрегатов крупного и мелкого стального шлака перед подачей на заводы по производству горячего смешения следует поддерживать в постоянно влажном состоянии. Период выдержки в сырых отвалах должен быть установлен путем контроля процесса, чтобы удовлетворить критериям вредных компонентов (надежность автоклава, испытание на расширение ASTM D4792 (12) ). Срок хранения должен составлять от 3 до 18 месяцев. До тех пор, пока контрольные испытания процесса (как указано выше) не покажут, что агрегаты стального шлака подходят для использования в горячей асфальтовой смеси, рекомендуется дополнительное старение.

Смешивание, укладка и уплотнение

Содержание влаги в заполнителе стального шлака и постоянство содержания влаги в горячем асфальте важны для получения удовлетворительной смеси. Рекомендуется, чтобы максимальное содержание влаги в крупнозернистых и / или мелкозернистых стальных шлаковых агрегатах при вводе в установку горячего смешения не превышало 5 процентов. Максимальное содержание влаги в горячей асфальтобетонной смеси из стального шлакового заполнителя не должно превышать 0,1 процента.

Те же методы и оборудование, которые используются для обычных покрытий, применимы к асфальтовым покрытиям, содержащим стальной шлак.

Контроль качества

Для смесей, содержащих стальной шлак, следует использовать те же процедуры полевых испытаний, что и для обычных горячих асфальтобетонных смесей. Смеси должны быть отобраны в соответствии с AASHTO T168, (14) и испытаны на удельный вес в соответствии с ASTM D2726 (15) и плотность на месте в соответствии с ASTM D2950. (16) Холодная смесь / обработка поверхности с использованием стального шлака должна удовлетворять обычным требованиям к материалам для холодной смеси / обработки поверхности, установленным ASTM D1139. (9)

НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ

Еще предстоит решить ряд вопросов, касающихся использования и последующей переработки заполнителей стального шлака в горячую асфальтобетонную смесь. Несмотря на то, что распространенность каркасного растрескивания, связанного с использованием агрегатов стального шлака, широко признана, необходимо определить степень, в которой эта проблема подрывает структурную целостность дорожного покрытия. Ограниченные исследования показывают, что структурные характеристики не пострадали; тем не менее, необходимы более долгосрочные данные мониторинга, чтобы проверить влияние трещин на ожидаемый срок службы покрытия.

Поскольку растрескивание по карте признано проблемой производительности, но не решается напрямую стандартными методами ASTM и AASHTO, существует необходимость в разработке стандартных методов для оценки пригодности стальных шлаковых заполнителей для использования горячего асфальта и для обработки поверхности. Кроме того, для оценки эффективности обработки поверхности, содержащей агрегаты стального шлака, требуются долгосрочные эксплуатационные данные.

Существует необходимость в оценке возможности повторного использования стального шлака в асфальтовых покрытиях, включающих вторичное асфальтовое покрытие и содержащих агрегаты стального шлака.В настоящее время существует опасение, что переработка покрытий из заполнителя стального шлака, которые ранее демонстрировали проблемы с объемной стабильностью (растрескивание), может привести к аналогичным проблемам в переработанной смеси. (17)

ССЫЛКИ

  1. Россини-Лейк, Л., Дж. Дж. Цзян и К. Кертис. Тротуары из регенерированного стального шлака для использования в качестве заполнителей - Испытательные участки шоссе 10 . Промежуточный отчет Министерства транспорта Онтарио, декабрь 1995 г.
  2. Кандал, П.С., и Г. Л. Хоффман. T he Использование стального шлака в качестве мелкозернистого заполнителя битумного бетона . Заключительный отчет, исследовательский проект № 79-26, Министерство транспорта Пенсильвании, в сотрудничестве с Федеральным управлением шоссейных дорог Министерства транспорта США, 1982 г.
  3. Нортон Дж. Э., Использование шлака сталеплавильных печей в битумных смесях . Отчет об исследовании № 78 TB-23, Департамент транспорта Мичигана, 1979 г.
  4. Noureldin, A. S., and R. S. McDaniel. Оценка поверхностных смесей стального шлака и асфальта . Совет по исследованиям в области транспорта, документ № 8, Вашингтон, округ Колумбия, 1990.
  5. Коллинз Р. Дж. И С. К. Чесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог . Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики автомобильных дорог 199, Транспортный исследовательский совет, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.
  6. Blemker, D., Heckett MultiServ. (Примечание: MultiServ - международная компания, занимающаяся переработкой стального шлака, в основном, для извлечения металлов.) Личное общение с М. Маккеем, John Emery Geotechnical Engineering Limited, август и сентябрь 1996 г.
  7. Фарранд Б. и Дж. Эмери. «Недавние улучшения качества стального шлакового агрегата». Документ, подготовленный для презентации на Ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта 1995 г., Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.
  8. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Ситовой анализ мелких и крупных агрегатов», Обозначение AASHTO: T27-84, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.
  9. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D1139-95, «Агрегат для однократной или многократной битумной обработки поверхности», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 1996.
  10. Эмери, Дж. Дж. «Использование шлака при строительстве тротуаров», Расширение совокупных ресурсов . Специальная техническая публикация ASTM 774, Американское общество испытаний и материалов, Вашингтон, округ Колумбия, 1982.
  11. Американское общество испытаний и материалов.Стандартные технические условия D5106-91, «Заполнители стального шлака для битумных смесей для дорожных покрытий», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 1994.
  12. Американское общество испытаний и материалов. Стандартная спецификация D4792-95, «Возможное расширение агрегатов в результате реакций гидратации», Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, West Conshohocken, Пенсильвания, 1996.
  13. JEGEL. Использование агрегатов стального шлака в горячем асфальте .Заключительный отчет. Подготовлено John Emery Geotechnical Engineering Limited для Технического комитета по сталеплавильным шлакам, апрель 1993 г.
  14. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Отбор проб битумных смесей для дорожных покрытий», Обозначение AASHTO: T168-82, Испытания части II, 14-е издание, 1986 г.
  15. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D2726-96, «Насыпной удельный вес и плотность неабсорбирующих уплотненных битумных смесей», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, West Conshohocken, Пенсильвания, 1996.
  16. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D2950-96, «Плотность битумного бетона на месте ядерными методами», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 1996.
  17. Senior, S. A., S. I. Szoke, and C. A. Roberts. «Опыт Онтарио с регенерированными материалами для использования в качестве агрегатов», материалы , Конференция Международной дорожной федерации / транспортной ассоциации Канады, том 6, Калгари, Альберта, июль 1994 г.

ВВЕДЕНИЕ

Стальной шлак можно использовать в качестве заполнителя в гранулированной основе. Многие агентства считают, что это обычный агрегат, который обычно может превышать совокупные требования для гранулированной совокупной базы. Высокая несущая способность агрегатов стального шлака может успешно использоваться на слабых грунтовых основаниях и в условиях интенсивного движения транспорта. Хорошая блокировка между частицами стального шлака обеспечивает хорошую передачу нагрузки на более слабые грунтовые основания.Из-за схожей формы частиц и угла внутреннего трения агрегаты доменного шлака иногда смешивали с агрегатами стального шлака для повышения выхода без существенного снижения стабильности.

РЕГИСТРАЦИЯ РАБОТЫ

Опыт Соединенных Штатов, Бельгии, Японии, Нидерландов и Германии показал, что стальной шлак, правильно подобранный, обработанный, выдержанный и испытанный, может использоваться в качестве гранулированной основы для дорог в надземных условиях. Агрегаты стального шлака обладают рядом очень подходящих механических свойств для использования в гранулированной основе, включая очень высокую стабильность и хорошую прочность.Он не широко используется для гранулированных базовых приложений, где часто бывает достаточно заполнителей более низкого качества (и менее дорогостоящих). Только четыре агентства штата (Калифорния, Индиана, Луизиана и Мичиган) контролируют использование заполнителя стального шлака в базовом режиме. (1)

Поскольку волюметрическая нестабильность гранулированной основы стального шлака (из-за реакций гидратации извести и долима) привела к расширяющимся реакциям, гранулированная основа стального шлака не должна использоваться в ограниченных применениях, таких как засыпка за конструкциями, гранулированная основа , основание, ограниченное бордюром и желобом, и траншеями.

Кроме того, образование туфоподобных осадков (белые порошкообразные осадки, образовавшиеся в результате химической реакции атмосферного углекислого газа и свободной извести (CaO) в стальном шлаке) привело к образованию отложений, которые забили поддренажные каналы и дренажные отверстия. (2,3) Засорение дренажных каналов создает задержку воды и условия мягкого покрытия. Воздействие инея на задержанную воду может привести к серьезным повреждениям дорожного покрытия.

ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАБОТКЕ МАТЕРИАЛА

Контроль качества

При производстве сталеплавильного шлака (на сталеплавильном заводе) и во время обработки заполнителей необходимы специальные процедуры контроля качества, чтобы убедиться, что сталелитейный завод «мусор» (печной кирпич, древесина, неполностью сплавленные фрагменты, известь, порода и т. Д.)) не входит в состав стального шлакового агрегата.

В дополнение к проблемам контроля, связанным с нестабильностью объема и образованием осадка туфа, следует использовать только подходящие высококачественные печные шлаки, не содержащие значительных количеств непрореагировавшей извести и долима. Бельгия и Нидерланды ограничивают содержание свободной извести в стальных шлаках, используемых для производства гранулированной основы, до 4,5 процентов и требуют, чтобы обработанный материал выдерживался не менее 1 года, чтобы ограничить нестабильность объема. (4)

Исследования показывают, что образование туфа, вероятно, произойдет в подпочвенных дренах автомагистралей, если исходное общее содержание извести (CaO) в стальных шлаках превышает 1 процент. (5,6)

Хотя выветривание полезно для контроля объемной нестабильности стальных шлаков, похоже, что оно не предотвращает образование осадков туфа.

Мойка

Недавние рекомендации предполагают, что агрегаты стального шлака следует промывать и они должны содержать менее 3 процентов по массе немшлаковых составляющих, менее 0.1 процент содержания древесины и не имеют обнаруживаемых частиц мягкой извести или скоплений оксида извести. (7)

Дробление и грохочение

Перед использованием в качестве гранулированного основного материала железосодержащие компоненты стального шлака отделяются магнитным способом. Стальной шлак необходимо измельчить и просеять для получения подходящего гранулированного заполнителя с использованием технологического оборудования, аналогичного оборудованию для обычных заполнителей.

ИНЖЕНЕРНАЯ НЕДВИЖИМОСТЬ

Некоторые из важных свойств стального шлака, которые представляют особый интерес, когда стальной шлак используется в качестве заполнителя в зернистой основе, включают градацию, удельный вес, стабильность, долговечность, коррозионную активность, объемную нестабильность, дренаж и образование туфа.

Градация : Стальной шлак можно легко перерабатывать, чтобы удовлетворить требованиям градации AASHTO M 147 (8) для гранулированных заполнителей.

Удельный вес : Из-за относительно высокого удельного веса (3,2–3,6) стального шлака можно ожидать, что агрегат стального шлака даст продукт с более высокой плотностью по сравнению с обычными смесями (2,5–2,7).

Стабильность : агрегаты стального шлака имеют высокий угол внутреннего трения (от 40 ° до 45 °), что способствует высокой стабильности и значениям коэффициента подшипника для Калифорнии (CBR) до 300 процентов.

Долговечность : Стальные шлаковые агрегаты обладают хорошей прочностью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и эрозии.

Коррозионная активность : Значение pH агрегата стального шлака обычно находится в диапазоне приблизительно от 8 до 10; тем не менее, фильтрат из стального шлака может превышать значение pH 11. Это может вызвать коррозию оцинкованных или алюминиевых труб, находящихся в непосредственном контакте со шлаком.

Характеристики дренажа : Агрегаты стального шлака легко дренируются и не подвержены замерзанию.

Объемная нестабильность : Стальной шлак имеет потенциально расширяющуюся природу. Изменения объема до 10 процентов и более могут происходить во время гидратации оксидов кальция и магния.

Туфовая формация : Дренаж из агрегатов стального шлака может привести к образованию туфоподобных осадков, которые представляют собой порошкообразные отложения, состоящие в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ). Такие отложения засоряют дренажные каналы в системах дорожного покрытия. (4)

СООТВЕТСТВИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

Правильно обработанные агрегаты стального шлака могут легко соответствовать требованиям градации и физическим требованиям AASHTO M147 (8) и ASTM D2940. (9) Рекомендуется испытать стальной шлак на потенциал расширения в соответствии с ASTM D4792. (10)

Гранулированная основа, содержащая стальной шлак, должна быть спроектирована так, чтобы она хорошо дренировалась (без стоячей воды) и должным образом отделена от водотоков для предотвращения погружения.Стыки покрытия должны быть герметизированы, чтобы минимизировать попадание поверхностной воды в гранулированную основу стального шлака. Эти положения рекомендуются для сведения к минимуму возможности выщелачивания свободной извести или долима, которые могут присутствовать в этих заполнителях, вызывая отложения туфа.

Стандартные процедуры проектирования конструкции покрытия AASHTO могут использоваться для гранулированной основы, содержащей агрегаты стального шлака.

ПРОЦЕДУРА СТРОИТЕЛЬСТВА

Погрузочно-разгрузочные работы и хранение

Те же общие методы и оборудование, которые используются для обработки обычных заполнителей, применимы и для стального шлака.

Однако склады обработанного стального шлака перед доставкой на строительную площадку следует поддерживать во влажном состоянии. Период выдержки в сырых отвалах должен быть установлен путем контроля технологического процесса, чтобы удовлетворить критериям вредных компонентов (петрографическое исследование и испытание на расширение ASTM D4792). До тех пор, пока контрольные испытания процесса не покажут, что агрегаты стального шлака подходят для использования в гранулированной основе, рекомендуется дополнительное старение и переработка.

Размещение и уплотнение

Те же методы и оборудование, которые используются для размещения и уплотнения обычного заполнителя, могут использоваться для размещения и уплотнения стального шлака. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не помещать материал ниже уровня грунта и в местах, где он может быть погружен в воду (во избежание волюметрической нестабильности и образования туфа). При использовании заполнителя стального шлака рекомендуется использовать хорошую систему отвода грунтовых вод, чтобы обеспечить свободный дренаж и предотвратить образование скоплений внутри стального шлака или против него.

Контроль качества

Те же процедуры полевых испытаний, что и для обычного заполнителя, рекомендуются для гранулированной основы при использовании стального шлака. Стандартные лабораторные и полевые методы испытаний на плотность уплотнения приведены в AASHTO T191, (11) T205, (12) T238, (13) и T239. (14)

НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ

Существует необходимость в разработке стандартных методов для оценки пригодности стального шлакового агрегата для гранулированной основы и в разработке руководящих принципов по использованию стального шлакового агрегата в этом применении.Необходимы улучшенные методы испытаний, чтобы установить возможность образования осадка туфа.

ССЫЛКИ

  1. Коллинз Р. Дж. И С. К. Цесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог . Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики автомобильных дорог 199, Транспортный исследовательский совет, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.
  2. Фельдман Р. М. Осадки туфа и их влияние на дренаж автомобильных дорог .Отчет, Кентский государственный университет, июль 1981 г.
  3. Гупта, Дж. Д., В. А. Кнеллер, Р. Тамириса и Э. Скшипезак-Янкун. Характеристика основного и основного агрегатов железа и стали, вызывающих отложение известкового туфа в стоках , без даты.
  4. PIARC. Маржинальные материалы . Отчет о состоянии дел, Постоянная международная ассоциация дорожных конгрессов, Париж, 1989 г.
  5. Кнеллер, В. А., Дж. Гупта, М. Л. Борковски и Д. Доллимор.«Определение исходного содержания свободной извести в выветрившихся железных и стальных шлаках термогравиметрическим анализом», Протокол исследований в области транспорта 1434 , Национальный исследовательский совет, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.
  6. Нарита, К., Т. Онойе и З. Таката. О механизмах выветривания конвертированного шлака ЛД (на яп.). Koba Steel Ltd., Япония, 1978 год.
  7. Фарранд Б. и Дж. Эмери. «Недавние улучшения качества агрегатов стального шлака», доклад, подготовленный для презентации на ежегодном заседании Совета по исследованиям в области транспорта в 1995 г., Вашингтон, округ Колумбия, январь 1995 г.
  8. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартные технические условия на материалы, «Заполнитель и грунт-агрегат подосновы, грунтовые и поверхностные слои», Обозначение AASHTO: M147-70 (1980), Часть I Технические требования, 14-е издание, 1986.
  9. Американское общество испытаний и материалов. Стандартные технические условия D2940-92, «Сортированный агрегатный материал для оснований и подоснов для автомобильных дорог или аэропортов», Ежегодный сборник стандартов ASTM , том 04.03, West Conshohocken, Пенсильвания, 1996.
  10. Американское общество испытаний и материалов. Стандартная спецификация D4792-95, «Возможное расширение агрегатов в результате реакций гидратации», Ежегодная книга стандартов ASTM , том 04.03, West Conshohocken, Пенсильвания, 1996.
  11. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Плотность грунта на месте методом песчаного конуса», Обозначение AASHTO: T191-86, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.
  12. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Плотность грунта на месте с помощью метода резинового шара», Обозначение AASHTO: T205-86, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.
  13. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Стандартный метод испытаний, «Плотность почвы и почвенных агрегатов на месте с помощью ядерных методов (малая глубина)», Обозначение AASHTO: T238-86, Часть II Испытания, 14-е издание, 1986.
  14. Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта.Стандартный метод испытаний, «Содержание влаги в почве и почвенных агрегатах на месте с помощью ядерных методов (малая глубина)», Обозначение AASHTO: T239-86, Испытания части II, 14-е издание, 1986 г.

Сталь и алюминиевый шлак | Отходы литейного производства и металлы

Введите свой номер телефона

Выберите свою страну ... ... AfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaArgentinaArmeniaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBrazilBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCentral African RepublicChadChileChinaColombiaComorosCosta RicaCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDemocratic республика congoDenmarkDjibouthDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFigiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGreeceGreenlandGuadeloupeGuatemalaGuineaGuinea bissauGuyanaHaitiHondurasHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKosovoKuwaitKyrgyzstanLa RéunionLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaliMaltaMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotte MexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNepalNetherlandsNew Cal edoniaNew ZealandNicaraguaNigeriaNorth KoreaNorwayOmanPakistanPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPolandPortugalPuerto RicoQatarRepublic из CongoRomaniaRussiaRwandaSamoaSaudi ArabiaSenegalSerbiaSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSomaliaSouth AfricaSouth KoreaSpainSri LankaSudanSurinameSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTogoTongaTunisiaTurkeyTurkmenistanUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVenezuelaVietnamWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe Выберите страну

Введите свое имя

Минеральные ресурсы месяца: железо-стальной шлак

Минеральные ресурсы месяца: железо-стальной шлак

пользователя U.С. Геологическая служба Воскресенье, 27 декабря 2015 г.

Хендрик Г. ван Осс, специалист по минеральным ресурсам Национального информационного центра по минеральным ресурсам Геологической службы США, собрал следующую информацию о железных шлаках, которые находят множество применений в строительстве.

Выпуск шлака в доменной печи в Питтсбурге, штат Пенсильвания, 1938 г. Фото: Библиотека Конгресса.

Железный и стальной шлак, также известный как железный шлак, получают путем добавления известняка (или доломита), извести и кварцевого песка в доменные печи и сталеплавильные печи для удаления примесей из железной руды, лома и других материалов, содержащих железо, и для снижения температуры требования к процессам производства чугуна и стали.Железный шлак образуется в виде расплава с преобладанием силиката кальция, который плавает поверх расплавленного сырого чугуна или стали; затем шлак удаляется из жидкого металла.

Для типичных марок железной руды (от 60 до 66 процентов железа) выход доменного шлака будет составлять от 0,25 до 0,30 метрических тонн шлака на тонну произведенного сырого чугуна. Производство сталеплавильного шлака после удаления уносимого металла будет составлять от 10 до 15 процентов от производства сырой стали.

Из-за очень низкой удельной стоимости (несколько долларов за тонну) большей части шлака по сравнению со стоимостью сырого чугуна и стали, сталелитейные компании обычно привлекают внешних подрядчиков для удаления, охлаждения и обработки шлака, что включает его дробление, просеивание и извлечение захваченного металла - для подготовки его к продаже.

Рынок использования шлака черных металлов в основном определяется методом охлаждения шлака. Доменный шлак с воздушным охлаждением и стальной шлак охлаждаются в условиях окружающей среды, в результате чего получается твердый, плотный шлак, который особенно подходит для использования в качестве недорогих заполнителей. Гранулированный доменный шлак образуется при закалке расплавленного шлака в воде с образованием стекловидных частиц размером с песок. Тонкоизмельченный гранулированный шлак используется в качестве частичной замены портландцемента в бетоне и, как таковой, имеет цены, превышающие 60 долларов за метрическую тонну.Гранулированный или расширенный доменный шлак охлаждают с помощью водяной струи, чтобы произвести пар и вызвать образование пузырьков, заполненных воздухом, в шлаке. Материал используется в основном как легкий заполнитель. Доменный шлак можно переплавлять и повторно охлаждать до образования минеральной ваты, которая подходит для использования в качестве теплоизоляции.

Для получения дополнительной информации о железных и стальных шлаках и других минеральных ресурсах посетите: Minerals.usgs.gov/minerals/.


### ПРОИЗВОДСТВО И ПОТРЕБЛЕНИЕ ШЛАКА
  • Исходя из объемов производства чугуна и стали, мировое производство доменного шлака в 2014 году оценивается в 300–350 млн метрических тонн.Мировое производство сталеплавильного шлака оценивалось в диапазоне от 160 до 250 миллионов метрических тонн.

  • Продажи переработанного доменного шлака в США в 2014 году составили около 8 миллионов метрических тонн, а продажи сталеплавильного шлака - около 11 миллионов метрических тонн. Гранулированный шлак составлял почти треть тоннажа реализованного доменного шлака, но на его долю приходилось почти 90 процентов стоимости продаж (и почти 80 процентов от общего объема продаж шлака черных металлов).

  • На конец 2014 года только три U.Доменные печи S. могли производить гранулированный шлак, поэтому внутренний рынок этого типа шлака сильно зависел от импорта. По состоянию на середину 2015 года только две из этих доменных печей продолжали работать, и ожидалось, что в будущем зависимость от импорта усилится.


### ЗАБАВНЫЕ ФАКТЫ
  • Шлаки черных металлов - это побочные продукты производства чугуна и стали, а не отходы производства. Если бы не было полезных применений для шлака, большинство исторически важных городов-производителей стали были бы затоплены шлаком много лет назад.

  • Использование гранулированного доменного шлака для замены части портландцемента в бетоне снижает углеродный след при производстве бетона и в целом улучшает качество бетона.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *