Дорожно-строительные материалы

 

Высокоактивные шлаки предпочтительнее использовать для производства вяжущих или применять в качестве песка или мелкого щебня при расклинцовке щебеночных оснований. Требования к шлаковому щебню. Физико-механические свойства шлакового щебня изменяются в более широком интервале, чем щебня из скальных горных пород. Это обусловливается его химической и физико-химической неоднородностью, связанной с сырьем, технологией производства и условиями охлаждения. Щебень из отдельных видов шлаков по прочности не уступает щебню из скальных горных пород. Щебень из шлаков, как и щебень из горных пород, характеризуют маркой по прочности, определяемой по показателю дробимости в цилиндре. При этом показатели дробимости для одной и той же марки, но для различных видов шлаков неодинаковы. Это объясняется структурными особенностями шлаков различного происхождения, когда при одной и той же прочности при сжатии шлаки могут иметь неодинаковые характеристики измельчения при дроблении в цилиндре. Учитывая сложные условия работы материалов в дорожной одежде, марку по прочности принято определять на материалах в водонасыщенном состоянии. Марка щебня по прочности, определяемая по потере массы при раздавливании в цилиндре в водонасыщенном состоянии, должна соответствовать требованиям ГОСТ

3344 - 83. 

черной цветной металлургии    фосфорных

металлургии

 

Значения показателей дробимости у шлаков цветной металлургии и шлаков фосфорного производства близки, что объясняется сходством строения.

Важным показателем, характеризующим прочностные свойства шлакового щебня, является марка щебня по истираемости в полочном барабане:

Марка щебня по истираемости     И-1      И-Н      И-Ш     И-IV

Потери, % по массе .... до 25    свыше    свыше свыше

                                      25 до 35 35 до 45 45 до 60

       

       Содержание слабых зерен в шлаковом щебне должно соответствовать требованиям, указанным в табл. Для щебня из шлаков черной металлургии в понятие слабого зерна входят бой огнеупорного кирпича, а также пемзоподобные зерна.

       Морозостойкость щебня из шлаков определяют путем замораживания и оттаивания и подразделяют на марки F15, F25, F 50, F 100, F 150, F 200 и F 300. Щебень из шлаков не должен содержать металла более 5 % по массе.

     Требования к пескам из шлаков. К пескам из шлаков предъявляют те же требования, что и к пескам из естественных горных пород. Прежде всего это относится к пескам, которые получают при дроблении шлаков или при рассеве отвальных шлаков. Песок в зависимости от размера зерен, входящих в его состав, и модуля крупности подразделяют на крупный, средний, мелкий и очень мелкий (ГОСТ 3344-83). Шлаковые пески должны быть чистыми, без примесей. В них ограничивается содержание глинистых частиц: в песке для асфальтобетона — до 1% по массе, в песке для щебеночно-песчаных смесей, предназначенных для устройства оснований , — до 5 % по массе. В дорожном строительстве шлаки часто применяют в виде смесей щебня и песка, которые содержат не менее 15 % щебня. В то же время щебня может быть не более 90 % (ГОСТ 3344 - 83). Смеси с максимальным размером зерен 40 мм используют для устройства щебеночных оснований и покрытий.

     Требования к шлаковой брусчатке. Брусчатый камень, получаемый из огненно-жидких шлаков, должен иметь правильную форму усеченной пирамиды с прямоугольными верхним и нижним основаниями, перпендикулярными оси. Брусчатые камни имеют следующую высоту: высокие — 16 см, средние — 13 см, низкие — 10 см. Длина верхней грани высоких и средних брусчатых камней 250 мм, ширина 125 мм. У низкого брусчатого камня эти размеры соответственно равны 200 и 100 мм. В связи с тем, что брусчатые камни применяются для устройства покрытий, к поверхности верхней грани предъявляются требования по шероховатости. Впадины и выступы 2-3 мм. Коэффициент сцепления 0,5 - 0,55. Эти камни должны также обладать прочностью при сжатии не менее 120 мПа. марка по морозостойкости не менее F100. Истираемость на круге не более 0,5 г/см³, применяют устойчивые против всех видов распада. 

     Шлаковый  щебень получают дроблением отвальных  металлургических шлаков или специальной  обработкой огненно-жидких шлаковых расплавов (литой шлаковый щебень). Для производства щебня в основном применяют отвальные шлаки, сталеплавильные (приемлемые для переработки в щебень), а также медеплавильные, никелевые и другие шлаки цветной металлургии.

     К эффективным видам тяжелых заполнителей бетона, не уступающих по физико-механическим свойствам продуктам дробления плотных природных каменных материалов, относится литой шлаковый щебень. При производстве этого материала огненно-жидкий шлак из шлаковозных ковшей сливается слоями толщиной 250—500 мм на специальные литейные площадки или в трапециевидные ямы-траншеи ( 2.8). При выдерживании в течение 2—3 ч на открытом воздухе температура расплава в слое снижается до 800 °С и шлак кристаллизуется. Затем его охлаждают водой, что приводит к развитию многочисленных трещин. Шлаковые массивы на линейных площадках или в траншеях разрабатываются экскаваторами с последующим дроблением и грохочением.

     Физико-механические свойства литого шлакового щебня:

     Средняя плотность кусков, кг/м3     2200—2800

     Истинная  плотность, кг/м3         2900—3000

     Предел  прочности на сжатие, МПа    60—100

     Водопоглощение, % масс       1—5

     Насыпная  плотность щебня, кг/м3     1200—1500

     В зависимости от крупности зерен  щебень делится на фракции: 5— 10, 10—20, 20—40, 40—70, 70—120 мм. Зерновой состав шлакового  щебня, как и других видов заполнителя, подбирается для обеспечения минимальной пустотности. Минимальная насыпная плотность щебня каждой из фракций составляет 1000 кг/м3. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы, должно быть для щебня: кубовидного — не более 15%; улучшенного — 25; обычного — 35%. Длина таких зерен в три и более раза превышает их толщину или ширину.

     Прочность шлакового щебня характеризуется  его маркой. Для щебня из доменного  шлада, применяемого в качестве заполнителя  тяжелого бетона, установлено пять марок по прочности:

     Марка щебня по прочности    1200     1000     800       600       300

     Потеря  в массе после испытаний, %  До 15   15-25    25-35    35-45    45-55

     Щебень  марки Ml200 может быть использован  при изготовлении бетона марки М400 и выше, М1000 — марки МЗОО, М800— марки М200 и М600 — ниже М200. Щебень низких марок применяется также при изготовлении бетонов более высокой прочности, но после соответствующей проверки и технико-экономического обоснования.

     В зависимости от числа циклов, которые выдерживает щебень при испытании, устанавливают его марки по морозостойкости

     Содержание  в шлаковом щебне отмучиваемых пылевидных и глинистых частиц должно быть не более 3% для слабоактивного и неактивного  шлаков. Для активных и высокоактивных шлаков содержание отмучиваемых примесей не нормируется. Недопустимо содержание в щебне примесей топливных шлаков, золы, колошниковой пыли.

     Содержание  глины в комках в щебне из шлаков всех видов не должно быть более 0,25% по массе.

     В металлургических шлаках содержится сера, вызывающая коррозию арматурной стали. В щебне из доменного шлака ее содержание не должно превышать 2,5% по массе. Наличие серы необходимо учитывать в производстве преднапряженных железобетонных конструкций, где возможность использования шлакового щебня должна быть обоснована специальными исследованиями.

     Наряду  с плотными отвальными шлаками для  производства щебня используют пористые шлаки, образуемые из расплавов с  большим газонасыщением, вспучиванием пузырьками выделяющихся газов. Прочность пористых отвальных шлаков 2,5—40 МПа; средняя плотность в куске составляет 400—1600 кг/м3, что позволяет обеспечить насыпную плотность щебня 800 кг/м3 и менее и применять их для производства легких бетонов.

     Физико-механические свойства шлакового щебня изменяются в более широком интервале, чем щебня из горных пород что обусловлено колебаниями качества сырьевых материалов и технологических параметров.

     Шлаковый  щебень применяется не только как  заполнитель цементных бетонов, но также в дорожном строительстве для укрепления оснований и устройства асфальтобетонных покрытий. В зависимости от структурных особенностей, сопротивления истиранию и дроби-мости шлаковый щебень делится на марки:

 

2. ГРАВИЙ  И ПЕСОК КЕРАМЗИТОВЫЕ,ЩЕБЕНЬ АГЛОПОРИ-ТОВЫЙ, ДОРОЖНЫЙ СИТАЛ (ДОРСИТ), ПОЛУЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

 

     КЕРАМЗИТОВЫЙ  ГРАВИЙ  

     Керамзитовый  гравий представляет собой частицы  округлой формы с оплавленной  поверхностью и порами внутри.

     В зависимости от размера зерен  керамзитовый гравий или керамзит делят  на различные фракции. В ГОСТ 9757-90 предусматриваются следующие фракции керамзитового гравия по крупности зерен: 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Зерна менее 5 мм относят к керамзитовому песку.

                 По насыпной плотности керамзитовый гравий подразделяется на 10 марок: от 250 до 800, причем к марке 250 относится керамзитовый гравий с насыпной плотностью до 250 кг/м3, к марке 300 — до 300 кг/м3 и т. д.

     Для каждой марки по насыпной плотности  стандарт устанавливает требования к прочности керамзитового гравия при сдавливании в цилиндре и соответствующие им марки по прочности.

     Водопоглощение  керамзитового гравия 8–20 %, морозостойкость  должна быть не менее 25 циклов.

     Применение. Керамзитовый гравий применяют в качестве пористого заполнителя для легких бетонов, также в качестве теплоизоляционного материала. Широко используется керамзитовый гравий и для изготовления керамзитобетонных блоков, из которых впоследствии строятся внешние стены и внутренние перегородки зданий.

     Керамзит  — лёгкий пористый строительный материал, получаемый путём обжига легкоплавкой глины. Имеет форму овальных гранул. Производится также в виде песка — керамзитовый песок.

     В зависимости от режима обработки  глины можно получить керамзит различной  насыпной плотности (объемным весом) —  от 200 до 400 кг/м³ и выше.

     Обжиг глины производится в металлических барабанах-печах, диаметром 2-5 метров и длиной до 70 метров. Барабаны устанавливаются под небольшим углом, глиняные гранулы засыпаются в верхнюю часть печи, под воздействием силы тяжести они скатываются к нижней части, где установлена форсунка для сжигания топлива. Время пребывания гранул в печи около 45 минут. Иногда используют двухбарабанные печи, где барабаны отделены друг от друга порогом и вращаются с разными скоростями. Зарубежные керамзитовые заводы применяют также трехбарабанные печи. Подобные печи позволяют использовать менее качественное сырье, хотя на выходе качество керамзита не отличается от отечественного.

     Является  хорошим утеплителем. При строительстве  засыпается в бетон, в результате этого получается керамзитобетон. Из керамзитобетона изготавливают керамзитобетонные блоки, которые нашли в России широкое применение. Используется в сельском хозяйстве и гидропонике.

     Особенности. Легко набирает но плохо отдает воду - за счет керамической твердой корки, вокруг очень пористой гранулы - что хорошо для гидропоники, но плохо для утеплителя, и неотапливаемых промерзающих керамзитобетонов. Как утеплитель, рекомендуется использовать только в роли засыпки, без бетонирования. Часто используется в декоративных целях. В домашних условиях керамзит используют при выращивание домашних растений, он не дает испарятся влаге, тем самым контролируя водный баланс растения.

 

      КЕРАМЗИТОВЫЙ ПЕСОК 

     Керамзитовый  песок - это, по сути, тот же керамзит, и от привычного керамзитового гравия он отличается только размером гранул. Если привычный керамзит имеет размер отдельных элементов от пяти до сорока миллиметров, то керамзитовый песок - это весь керамзит меньшего размера. Он получается в результате обжига мелочи легкоплавкой глины или в процессе отсева керамзита и деления на фракции. Ещё одним способом получения керамзитового песка может быть дробление обычного керамзита.

     Так как, по своим свойствам этот материал не имеет принципиальных отличий  от керамзитового гравия, то можно  сказать, что основные его преимущества, в качестве утеплителя, это низкая стоимость, экологичность и простота применения.