Дорожно-строительные материалы

Стандарт не распространяется на вспученные вермикулит и перлит термолит.

     - ГОСТ 25226-96 Настоящий стандарт распространяется на щебень и песок из вулканических алюмосиликатных стекловатых перлитовых и перлитосодержащих пород, получаемые путем механической переработки (дробление, фракционирование) и применяемые для производства вспученного перлитового песка и щебня по ГОСТ 10832.

 

     

 ТЕМА_2.4_ИСКУССТВЕННЫЕ  КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

                     (2 часа) 

1. Щебень  из металлургических шлаков, требования к шлаку, как к сырью и требования к щебню из шлака, размеры зёрен, показатели качества, область применения
2. Гравий и песок керамзитовые, щебень аглопоритовый, дорожный ситал (дорсит), получение и область применения
3. Керамические материалы стеновые: виды размеры, способ получения, область применения
4. Дорожный клинкер

 

1. ЩЕБЕНЬ  ИЗ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ, ТРЕБОВАНИЯ К ШЛАКУ, КАК К СЫРЬЮ И ТРЕБОВАНИЯ К ЩЕБНЮ ИЗ ШЛАКА, РАЗМЕРЫ ЗЁРЕН, ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

     Шлаками называют  искусственные материалы, образовавшиеся при выплавлении чёрных и цветных металлов, из руды и при сжигании твёрдого топлива.

     Шлаки чёрной металлургии делятся на доменные и сталеплавийные.

     Доменные  шлаки получают при выплавлении  чугуна, а сталеплавийные в зависимости  от способа производства могут быть мартеновскими, и электросталеплавийными.

     В шлаках цветной металлургии по видам выплавляемых металлов выделяют:

     -медеплавильные;

     -никелевые;

     -свинцовые;

     -цинковые.

     Фосфорные шлаки получаются при производстве фосфорных удобрений.

     Топливные шлаки – остатки от сжигания твёрдого минерального топлива (каменного и  бурого угля, кокса).

     ДОМЕННЫЕ  ШЛАКИ – побочный продукт при выплавке чугуна из железных руд в доменных печах. Шлаковый расплав при температуре около 1400⁰С сливают в шлаковые ковши, с которых он потом   поступает на переработку.

     По  скорости охлаждения эти шлаки могут  быть медленно- и быстро-охлаждённые.

     Медленно-охлаждённые шлаки представляют собой кусковой материал тёмно-зелёного, серого, светло-серого цвета с кристаллической, землистой или стекловатой структурой.

     Водопоглощеие  1-25%.

     R_сж находится в пределах 20-100 МПа.

     Основные доменные шлаки относятся к распадающимся или склонным к распаду, а кислые относятся к устойчивым.

     Быстро-охлажденные шлаки (гранулированные) – смесь округлых и угловатых зёрен размером менее 10мм. По цвету от тёмно-бурого до светло-жёлтого. Имеют стекловатую структуру. Прочность отдельных зёрен низкая, но из-за быстрого охлаждения и образования стекловатой структуры они  устойчивы к распаду.

     Медленно-охлаждённые  структуроустойчивые шлаки пригодны для переработки на щебень и песок. Полураспавшиеся и распавшиеся шлаки могут быть переработаны на шлаковый песок и минеральные порошок для АБ.

     Быстросухнущие гранулированные шлаки используют при производстве цемента (шлакопортландцемента).

     Молотые гранулированные шлаки используют в качестве минерального порошка.

     МАРТЕНОВСКИЕ  ШЛАКИ побочный продукт при переплавке чугуна или металлолома на сталь. Он представляет собой кусковой материал цвета от тёмного до серого с кристаллической структурой.

     Текстура  может быть плотная или ноздреватопористая.

     Прочность при сжатии находится в пределах 80-150 МПа.

     Они выдерживают более 200 циклов испытаний  на морозостойкость. Из МШ получают щебень пригодный для дорожного строительства.

     КОНВЕРТЕРНЫЕ  ШЛАКИ представляют собой смесь кусков разного сложения и разной устойчивости против распада. Цвет тёмно-серый. Они содержат продукты распада в виде шлаковой муки.

     Средняя плотность шлаковых кусков 3100-3300 кг/м³.

     Водопоглощение 0,5 – 2%.

     Морозостойкость свыше 100 циклов

     Прочность при сжатии 80 – 100 МПа.

     Из  него получают щебень для дорожного строительства, а из продуктов распада минеральный порошок.

     ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ  ШЛАКИ относятся к основным. Склонны к распаду. Поэтому в отвалах они состоят из смеси плотных кусков и с большим количеством продуктов распада.

     Кусковой  шлак имеет плотную текстуру.

     Средняя плотность 3200-3400 кг/м³.

     Прочность при сжатии 60 – 130 МПа.

     Пригоден, как щебень для дорожного строительства  и как минеральный порошок.

     МЕДЕПЛАВИЛЬНЫЕ  ШЛАКИ – такой шлаковый расплав, слившийся в ковши, транспортируется в отвале, где происходит его охлаждение. При охлаждении формируется кристаллическая структура плотного сложения, имеет вид монолитной лавы или больших глыб в форме шлаковых ковшей. Цвет чёрный, не подвержен распаду.

     Средняя плотность 3300-3800 кг/м³.

     Водопоглощение 0,1 – 0,6%.

     Прочность при сжатии 120-300 МПа.

     Из  шлакового расплава может получится  изделие в виде брусчатки, бортовых камней, плит и высококачественный щебень.

     НИКЕЛЕВЫЕ ШЛАКИ – куски плотного сложения кристаллической структуры.

     Физико  – механические свойства, как и у медеплавильных шлаков. Они в основном состоят из оксидов кремния до 42%, железа – 22%, оксида кальция- до 16%, алюминия – 16% и т.д.

     Используются, как заполнитель.

     ФОСФОРНЫЕ ШЛАКИ – продукт при производстве фосфорных удобрений – куски кристаллической структуры плотного сложения.

     Цвет  светло-серый. Шлаки не подвержены распаду.

     Средняя плотность около 2900 кг/м³.

     Прочность при сжатии более 150 МПа.

     Используется  для получения высококачественного  щебня.

     АЛЮМИНИЕВЫЕ ШЛАКИ – побочные продукты при переплавке алюминиевых сплавов. Свежевылитый шлак представляет собой отдельные глыбы и угловатые куски светло-серого цвета при длительном нахождении под водой водорастворимые соединения выщелачиваются.

     Средняя плотность 1800 – 2000 кг/м³.

     Прочность при сжатии 40 – 45 МПа.

     Дроблёные шлаки могут быть использованы для  приготовления противогололедных  добавок в АБ и других органических материалов.

     ТОПЛИВНЫЕ ШЛАКИ – остатки от сжигания в топках каменного угля, кокса, бурого угля. По внешнему виду представляет собой скопление различных по величине, форме и строению кусков пористо-ноздреватого сложения с примесями несгоревших или ококсовавшихся частиц угля, обломков сланцев и других посторонних примесей.

     Истинная  плотность около 2500 кг/м³. Средняя плотность 650 - 1100 кг/м³. Водопоглощение достигает 40%. Шлак быстро поглощает воду, но отдаёт  медленно.

     Выдерживание  шлака в течении 2 месяцев и  более на повышает его качество.

     Свойства шлаковых материалов и требования к ним

     Требования к свойствам шлаковых материалов подразделяют на требования к шлаку как исходному сырью и как материалу. Показателями качества шлака как сырья являются устойчивость структуры и активность, а показателями качества как материала -прочность, зерновой состав, морозостойкость, содержание загрязняющих примесей и др. Требования к шлаку как сырью. Устойчивость структуры и активность шлаков взаимосвязаны между собой. Шлак, обладающий устойчивой структурой, как правило, слабоактивный или неактивный и, наоборот, шлак слабоустойчивой или неустойчивой структуры — активный. Это связано прежде всего с содержанием оксида кальция и скоростью охлаждения. Чем больше оксида в шлаке, тем он более активен и менее струк-туроустойчив. Причины распада шлака описаны ранее. Чем быстрее охлажден шлаковый расплав, тем больше в нем активной стекловатой фазы, тем он более структуроустойчив. Активность характеризует способность шлака при взаимодействии с водой твердеть. Чем выше активность шлака, тем выше качество шлакового материала для дорожного строительства. Из шлакового материала с высокой активностью получают прочное основание при подборе шлаковой смеси по принципу минимума пустот. Устойчивость структуры шлаков характеризуют потерей массы при испытании. По устойчивости структуры шлаки в соответствии с ГОСТ 3344 - 83 "Щебень и песок шлаковые для дорожного строительства" подразделяют на группы. Шлак, не выдержавший испытания на устойчивость структуры, нельзя применять в качестве щебня в дорожных конструкциях. Необходимо предусмотреть его; распад на мелкие куски и муку и знать его активность.

Активность шпака характеризуют прочностью при сжатии образцов, изготовленных из молотого шлака. По активности шлаки в соответствии с ГОСТ 3344 — 83 должны соответствовать требованиям   (МПа), приведенным ниже: Высокоактивный ... свыше 5

Активный 2,5 до 5

Слабоактивный ... 1,0 до 2,5 
Неактивный менее 1,0

       Щебень и песок готовят из шлаков любой активности, но при выборе материала для дорожного строительства следует учитывать это свойство. Так, при строительстве оснований из щебеночных смесей большое значение имеет наличие вяжущих свойств у шлаков. Их проявление в процессе эксплуатации основания повышает несущую способность слоя.

Вид шлака или Истинная    Средняя плот- Водопогло- Предел       Показа-

породы плотность,  ность, кг/м*⁵     щение, %    прочности  тель Дро-.

кг/м³ по массе      при сжатии бимости в

МПа цилиндре,

%