Композиционные шлакощелочные вяжущие, растворы и бетоны на их основе Шлакощелочные вяжущие Представляют собой смесь молотого шлака и щелочного раствора. Шлак – сопутствующий продукт металлургических производств и топливной индустрии. В зависимости от состава, бывает основным и кислым. При производстве бетонных смесей могут использоваться шлаки, не содержащие компоненты, которые могут отрицательно повлиять на свойства конечного продукта. Шлак должен быть свободным от золы, глины и другого мусора. Первым на рынок вышел шлакощелочной бетон на основе гранулированного шлака и сразу же стал широко использоваться по всему миру. За счет специальных добавок, а именно, отходов теплоэнергетической, горнодобывающей и металлургической промышленностей, этот шлак сразу же решает несколько проблем: – во-первых, это экономия, так как дорогостоящий цемент заменяется на более дешевый аналог; – во-вторых, это бережность к экологии: шлак не выбрасывается, загрязняя природу, а находит применение в строительстве. Шлакощелочные бетоны – относительно новые строительные материалы. При их производстве используются шлакощелочные вяжущие. Как и другие бетонные смеси, эти материалы классифицируют по виду и фракциям заполнителей, плотности, составу вяжущего. Самые популярные щелочи – каустическая и кальцинированная сода, метасиликат натрия. Состав вяжущего определяет прочность конечного продукта. Прочность бетона на щелочных карбонатах не превышает 80 МПа, на нейтральном шлаке и жидком стекле – 120 МПа и более. Крупные заполнители Щебень и гравий. Их характеристики в основном схожи с характеристиками заполнителей, применяемых при производстве бетонных смесей на основе цемента. Отличие – допустимо более высокое содержание глинистых и пылевидных частиц. Мелкие заполнители В качестве этого компонента могут использоваться мелкие пески с модулем крупности 0,6-1,3, промышленные отходы, другие сыпучие материалы, в которых доля пылевидных и глинистых частиц по массе не превышает 25%. Глиняных частиц может содержаться не более 5%. Подборка состава шлакощелочного бетона В первую очередь стоит стремиться к снижению количества используемого шлака и щелочного компонента. В тяжелых бетонах максимальное число шлаков не должно превышать 600 кг/м³. Расход шлака вычисляется таким образом: Ш=В×(Ш/В), где Ш – расход шлака (кг/м³); В – расход воды (кг/м³); Ш/В – шлаководное отношение, варьируется в пределах от 1,5 до 3, принимая величину компонентов щелочи и других материалов. Щ=Ш×(Ш/Щ), где Щ – расход щелочного компонента (кг/м³); Ш/Щ – принятые по ГОСТУ соотношения щелочного компонента. Таким способом можно рассчитать состав бетона, различных по количеству компонентов. В приготовлении лучше использовать шлак из металлургической промышленности. Шлак может быть с мелкими зернами (0,5-1,5 мм), либо с крупными (20-30 мм). Мелкозернистый бетон более тяжелый и прочный, а крупнозернистый – легче, он менее долговечен, но лучше держит тепло. Иногда зерна разных размеров смешивают в соотношении 7 мелких к 3 крупным. Первое, что нужно сделать, – увлажнить шлак. Далее компоненты смешиваются в нужной пропорции. Мешать нужно до образования однородной массы, затем добавить воды и снова перемешать. Плюсы и минусы Наиболее важные особенности шлакощелочных бетонов: В зависимости от состава, могут быть безусадочные, жаростойкие, морозостойкие и многие другие. Высокая прочность материала. Коррозия арматуры сводится практически к 0. Легко и быстро укладываются, а также хорошо подвергаются последующей обработке. Хорошая устойчивость к агрессивной окружающей среде. Водонепроницаемость. Характеристики шлакощелочных бетонов В зависимости от типа крупного заполнителя, бетонные смеси различаются по плотности: Тяжелые. Плотность – 1500-1700 кг/м3. Заполнители – гранулированный шлак, аглопорит, пемза, керамзит. Материал используется в качестве конструкционного. Легкие. Плотность – 170-460 кг/м3. Заполнитель – вспученный перлит. Используются в качестве теплоизолятора. По морозостойкости, находящейся в диапазоне F200-F1000, материалы на шлакощелочном заполнителе превосходят обычные цементные бетоны. Водонепроницаемость – W4-W30. Одна из разновидностей продукта – мелкозернистые смеси. При их изготовлении используются суглинки и мелкий песок. Конечный продукт обладает высокой плотностью. Однако после определенного периода твердения склонен к трещинообразованию. Предотвращают это негативное явление путем добавления дисперсных компонентов. Области применения Свойствами шлакощелочного бетона можно управлять путем изменения его состава, получая материалы со специальными свойствами: высокой жаростойкостью, коррозионной стойкостью, низкой степенью усадки. Изделия из такого материала не пропускают воду, поэтому шлакощелочные бетоны нашли широкое применение в строительстве каналов, гидроэлектростанций, в постройке мостов через водоём. При строительстве зданий используют чаще всего. Блоки из такого бетона легкие, теплосберегающие и крепкие. Благодаря своей прочности используется в прокладке железнодорожных путей в качестве шпал. Преимущества шлакощелочного бетона Шлакощелочный бетон превосходит традиционный материал на портландцементе по ряду характеристик, среди них: Меньшее количество пор. Обеспечивает низкую водопроницаемость, хорошую морозостойкость. Медленное протекание коррозии арматуры. Устойчивость к воздействию агрессивных сред – морской воды, хлоридов, сульфатов, кислот.
