Шлакощелочной бетон
В производстве бетона все более широкое применение находят шлакощелочные смеси, состоящие из молотого шлака,раствора щелочного компонента, а также из крупного и мелкого заполнителя.
Шлакощелочной бетон в зависимости от назначения может изготавливаться крупнопористый, плотный, поризованный и ячеистой структур. В зависимости от зернового состава заполнителей шлакощелочные бетоны разделяют на мелкозернистые и крупнозернистые, а в зависимости от плотности -на легкие и тяжелые. Тяжелые шлакощелочные бетоны относятся к конструкционным бетонам, а легкие виды бетона разделяют на теплоизоляционные, конструкционные и конструкционно-теплоизоляционные.
Конструкционные легкие шлакощелочные виды бетонов классов В15…В 50 (М200…М600) имеют среднюю плотность 1500…1800 кг/м³ и изготавливаются чаще всего на доменном гранулированном шлаке или используется керамзит. Но также могут быть использованы и следующие виды материалов как аглопорит, известняк-ракушечник, отходы древесины, шлаковая пемза.Такие же заполнители используются для производства конструкционно-теплоизоляционных бетонов имеющие среднюю плотность 500 … 1400 кг/м³ ,теплопроводность 0,17…0,4 Вт/(м.°С ) и прочность при сжатии 3,5…40 МПа.
Теплоизоляционные шлакощелочные материалы средней плотностью 170…450 кг/м³ имеющие теплопроводность 0,059…0,13 Вт/(м.°С) и прочность при сжатии от 0,25…2 МПа,изготавливаются на основе вспученного перлита.
Тяжелый высокопрочный шлакощелочной бетон на крупном заполнителе
Прочность шлакощелочного бетона регулируется главным образом путем изменения плотности щелочного компонента, степень влияния которого зависит от его природы. Наиболее ощутимо сказывается на повышении прочностных характеристик применение растворимых силикатов натрия. Бетоны изготовленные с использованием растворимых силикатов натрия получаются высокопрочными.
Таким образом если использовать карбонатные щелочные компоненты прочность бетонов может достигать 45…80 МПа. На прочность бетона естественного твердения большое влияние оказывает вид используемого шлака, так как такие бетоны продолжают активно набирать прочность в более поздние сроки твердения. При снижении модуля основности шлака и уменьшения его расхода, прочность таких бетонов уменьшается на одну-полторы марки.
Пропаренные шлакощелочные бетоны изготовленные на основе нейтральных шлаков и низкомодульных (Мс=1…2) жидких стекол характеризуются наибольшей прочностью при сжатии (120 МПа).Прочность пропаренных шлакощелочных бетонов можно увеличить путем уменьшения силикатного модуля жидкого стекла. Тяжелые шлакощелочные бетоны выпускают следующих марок:
В 10 (200); В15 (250); В 20 (300); В 25 (400); В 30 (500); В 55 (800); В 60 (900); В 70 (1000); В 80 (1100); В 90 (1200); В 100 (1300); В 110 (1400).
Марки шлакощелочного бетона предусмотрены в зависимости от условия работы строительных изделий и конструкций:
1.По морозостойкости-F200, F300, F400, F500, F600, F700, F800, F900, F1000.
2.По водонепроницаемости-W4, W6, W8, W10, W12, W14, W16, W18, W25, W30.
Морозостойкость-одна из очень важных характеристик шлакощелочного бетона, которая обуславливает его долговечность. По сравнению с морозостойкостью цементного бетона, морозостойкость шлакощелочного бетона в два -три раза выше. Морозостойкость шлакощелочного бетона зависит от вида шлака и щелочного компонента и соответствует в пределах от 200 до 1000 циклов попеременного замораживания и оттаивания.
Другой важной характеристикой шлакощелочного бетона является водонепроницаемость. Водонепроницаемость шлакощелочного бетона зависит от плотности структуры затвердевшего бетонного камня, от количества и качества многочисленных сферических гелевых пор и микропор в структуре а также, от адгезионных свойств вяжущего по отношению к заполнителям и от других характеристик. Проводимые испытания в наиболее жестких условий при попеременном увлажнении образцов и высушивании, а также их хранении в атмосфере углекислого газа показали,что коррозия арматуры в шлакощелочных бетонах ниже чем в бетонах на основе портландцемента.
Шлакощелочной бетон-корозионностойкий материал
Шлакощелочной бетон -корозионно и биостойкий материал (стойкость его обуславливается свойствами используемого вяжущего ). Его используют в конструкциях предназначенные для работы в агрессивных средах:
В мягких водах а также проточных (для элементов градирен ТЭЦ и ТЭС), для облицовки оросительных каналах, для элементов лотковых линий используемых в сульфатных водах с концентрацией до 50 000 мг/л, в строительстве различных морских сооружений и других видов работ.
Мелкозернистый шлакощелочной бетон
Это искусственный каменный материал, которого получают после отвердения подобранной рационально смеси молотого шлака, мелкого заполнителя и раствора щелочного компонента. В качестве мелкого заполнителя используют мелкие пески и грунты в виде легких суглинков и супесей.Частицы песчаных фракций активизируются щелочью и связываются частично продуктами гидратации глинистых минералов.
Они равномерно распределяются в их массе и заполняют все пустоты в песчаном каркасе, уплотняя тем самым структуру бетона. Экспериментальным путем определяется допустимое соотношение между частицами различных фракций в заполнителе и при этом должно учитываться методы приготовления бетона, укладки и обработки готовых изделий.
Если использовать для приготовления мелкозернистого шлакощелочного бетона дисперсные заполнители, то это может привести к появлению в бетоне различных усадочных трещин. По этому во избежании этого, из шлакощелочного вяжущего и дисперсных заполнителей содержащие глинистые фракции изготовляют безобжиговые бетонные гранулы, которые вводятся в состав бетона.
Безобжиговые бетонные гранулы способствуют в получении конструкционных шлакощелочных бетонов обладающие повышенной трещиностойкостью. В бетонах на основе шлакощелочного вяжущего также целесообразно использовать и мелкозернистые кварцевые пески с Мкр=0,7…1,2. Мелкозернистые шлакощелочные бетоны выпускаются классов B10…60. Свойства таких бетонов определяются практически такими же факторами,что и свойства тяжелых шлакощелочных бетонов приготовленных на крупном заполнителе.
Результаты изменения прочности при сжатии образцов из мелкозернистого бетона и наиболее оптимальные рекомендуемые составы бетона на дисиликате натрия приводятся в таблицах №1 и №2.
Таблица №1.Зависимость прочности при сжатии мелкозернистого бетона от расхода компонентов
Таблица №2. Состав бетона на дисиликате натрия
Жаростойкий шлакощелочной бетон
Шлакощелочные жаростойкие бетоны изготавливаются на основе шлакощелочного вяжущего и предназначены для строительства объектов у которых температура эксплуатации составляет от 200 до 1500 °С.
Жаростойкость шлакощелочных бетонов обусловлена близостью значений коэффициента термического расширения используемого заполнителя и вяжущего. Также жаростойкость бетона
обусловлена особенностями фазового состава продуктов гидратации последнего,в частности способностью гидратных новообразований к топотоксичной перекристаллизации в безводные вещества без развития значительных деструктивных напряжений в структуре обожженного искусственного камня.
Опыт использования разработанных композиций для футеровки магнитодинамических дозаторов и металлопроводов насосов,предназначенных для перекачивания расплавленных цветных металлов,показал,что остаточная прочность после взаимодействия с расплавом алюминия (t=1000 °С) составляла 93…95 %.
А металлоустойчивость, определенная по стандартной методике, отвечала предъявляемым к ним требованиям. Футеровка магнитодинамических насосов после 6 месяцев эксплуатации не разрушилась,футеровка их жаростойкой смесью на основе глиноземистого цемента выдерживала не более 1…2 месяца эксплуатации.
Шлакощелочной ячеистый бетон
Благодаря использованию в производстве автоклавного ячеистого бетона шлакощелочного вяжущего, удалось получить долговечный, малоэнергоемкий и высокопрочный строительный материал. Для того чтобы получить шлакощелочной пенобетон с высокоразвитой пористостью и низкой плотностью используют электротермофосфорный молотый шлак (с удельной поверхностью 350…400 м²/кг) и щелочные растворы.
Высокоразвитая пористая структура обеспечивает материалу довольно высокие звукопоглощающие свойства и низкую теплопроводность, а также сравнительно легкий вес. Способ поризации и стабилизации поровой структуры предусматривает приготовление устойчивой пеномассы с последующим введением тонкомолотого шлака в нее.
Используют в качестве пенообразователей древесную смолу омыленную, древесный пек омыленный, отходы производства содержащие белки и протеины.В поризованную шлакощелочную бетонную смесь вводят до 10 % дегидратированной глины, которая способна стабилизировать пену и более полно связывает щелочные компоненты. Прочностные и деформативные показатели шлакощелочного ячеистого бетона для наглядности приводятся в таблицу №3.
Таблица №3.
По материалам сайта Стройвагон
*****