Zpravy

Použití strusky ve stavebních směsích. Struskový portlandský cement. články

Struskové cementy jsou typem cementu s aktivními minerálními přísadami, ve kterých jsou posledně jmenované granulované vysokopecní strusky. Schopnost těchto strusek samostatně tvrdnout ve vodě umožňuje výrobu struskového cementu vyšší kvality než pucolánový cement (s jinými typy aktivních minerálních přísad).

Využití vysokopecní strusky k výrobě cementu je jedním z příkladů racionálního a zároveň masivního využití výrobních odpadů.

Vysokopecní struska je druhotný produkt (odpad) získaný při tavení železa z rud. Z hlediska chemického složení jsou vysokopecní strusky blízké portlandskému cementu. Vysokopecní strusky se skládají převážně ze tří oxidů: CaO, SiO2 a 90 % Al95O2.

Hydraulická aktivita strusek se zvyšuje s nárůstem hodnot obou modulů a čím vyšší je modul aktivity, tím rychleji struska tvrdne v rozdrceném stavu. Je třeba mít na paměti, že strusky stejného chemického složení mohou být aktivní nebo nemají téměř žádnou schopnost tvořit hydraulické pojivo. Záleží na struktuře strusky získané chlazením.

Když struska pomalu chladne, její značná část stihne vykrystalizovat ve formě různých stabilních minerálů, které nemají pojivové vlastnosti. Při rychlém ochlazení strusek je krystalizace obtížná a strusky získávají převážně sklovitou (amorfní) strukturu. Při takové struktuře jsou složky strusky v nestabilním, nerovnovážném stavu a jejich aktivita je výrazně vyšší než u krystalizovaných strusek. Pro zvýšení aktivity strusek používaných k výrobě cementů jsou proto všechny ohnivě tekuté strusky podrobeny rychlému ochlazení. V tomto případě granulují, tj. tvoří granule velmi porézní struktury ve formě malých zrn. Granulované vysokopecní strusky se získávají v zařízeních pro mokrou, polosuchou a suchou granulaci. U metody mokré granulace je množství sklovité fáze největší – 40 %. Při mokré granulaci je však vysoká vlhkost strusky (až 95 %), proto použití strusky z mokré granulace při výrobě struskových cementů tyto cementy poněkud prodražuje z důvodu vysoké spotřeby paliva na sušení strusky (až 40 kg klasického paliva na 80 g suchého granulátu). Kvalita strusky získané mokrou granulací je stále vyšší než kvalita strusky získané jinými metodami.

Nejlepší technické a ekonomické ukazatele vykazují strusky získané polosuchou granulací. Tato metoda spočívá v primárním chlazení kapalné strusky vodou a konečném chlazení vzduchem. Vlhkost polosuché granulační strusky je 5 %. Pro polosuchou granulaci se používají bubnové granulátory, hydroperkusní jednotky a granulační mlýny. Při tomto způsobu granulace na bubnovém zařízení (obr. 1) tekutá struska ze struskové pánve je odváděna do jímací lázně a následně přiváděna do šikmého granulačního žlabu, do kterého je speciálními tryskami přiváděna voda pod tlakem do 0,6 MPa rychlostí 0,7. 1,5 m3 na 1 tunu strusky. Vysoce ochlazená struska spolu s vodou vstupuje do granulačního bubnu, kde je drcena a vyhazována na skladovací plochu. Během letu jsou částice strusky intenzivně ochlazovány vzduchem.

Rýže. 1. Zařízení pro polosuchou granulaci tekuté strusky: 1 – pánev; 2 – přijímací lázeň; 3 – granulační skluz; 4 — buben; 5 – nástupiště – recepce

Při suché granulaci je proud roztavené strusky rozbit silným proudem vzduchu nebo páry na malé kapky, které jsou následně ochlazovány vzduchem. Vlhkost takto granulované strusky je 0 %.

Struskový portlandský cement je hydraulické pojivo získané společným mletím slínku portlandského cementu, vysokopecní granulované strusky a sádry nebo důkladným smícháním odděleně mletých stejných složek. Při společném mletí slínku, strusky a sádry je kvalita struskového portlandského cementu poněkud vyšší, protože při separátním mletí výchozích materiálů a následném smíchání není možné získat produkt stejné homogenity jako v prvním případě. Obsah granulované vysokopecní strusky ve strusce portlandského cementu by měl být vyšší než 20 % a ne více než 80 % hmotnosti hotového výrobku. Část strusky v množství nejvýše 10 % je přípustné nahradit přírodními hydraulickými přísadami (tripolis, diatomit atd.).

Přečtěte si více

Hodnocení výrobců laminátů v Rusku - TOP-5 laminátových značek cena-kvalita

Rychle tvrdnoucí struskový portlandský cement se na rozdíl od struskového portlandského cementu vyznačuje intenzivnějším nárůstem pevnosti v počátečním období. K získání rychle tvrdnoucí strusky portlandského cementu se používá rychle tvrdnoucí cementový slínek a vysoce aktivní vysokopecní strusky.

Vytvrzování struskového portlandského cementu lze rozdělit do dvou procesů: primární hydratace a vytvrzování slínkové části cementu; sekundární chemické působení produktů hydratace slínkové části s vysokopecními granulovanými struskami. Při hydrataci trikalciumsilikátového slínku se uvolňuje hydrát oxidu vápenatého, který interaguje s oxidem hlinitým a křemičitou struskou a vznikají hydrokřemičitany a hydrohlinitany vápenaté. Struskový portlandský cement se ve srovnání s portlandským cementem vyznačuje pomalým nárůstem pevnosti v počátečních fázích tvrdnutí, ale jeho třída a následné pevnosti jsou přibližně stejné. S klesající teplotou se nárůst, který ukazuje pevnost struskového cementu, výrazně snižuje. Zvýšená teplota s dostatečnou vlhkostí prostředí má příznivější vliv na tvrdnutí struskového portlandského cementu než u portlandského cementu.

Podle pevnosti v tlaku a ohybu se struskový portlandský cement dělí na tři třídy: 300, 400 a 500. Rychle tvrdnoucí struskový portlandský cement M400 musí mít ve třech dnech stáří pevnost v tlaku minimálně 20 MPa a pevnost v ohybu minimálně 3,5 MPa.

Voděodolnost betonů vyrobených ze struskového portlandského cementu je vyšší než u betonů vyrobených z portlandského cementu díky absenci volného hydrátu oxidu vápenatého. V betonu strusko-portlandského cementu je struskou vázán na špatně rozpustné hydrohlinitany a hydrosilikáty vápenaté s nízkým obsahem zásaditých, zatímco v betonu z portlandského cementu je hydrát oxidu vápenatého přítomen ve značném množství ve volné formě a lze jej vymývat, čímž beton oslabuje. Beton ze struskového portlandského cementu má uspokojivou odolnost proti mrazu a vzduchu. Stále je však méně odolný než beton z portlandského cementu.

Struskový portlandský cement se používá ve vodních konstrukcích a také v konstrukcích umístěných ve vlhkém prostředí. Tento cement by se neměl používat v konstrukcích vystavených častému zmrazování a rozmrazování, vlhčení a vysychání.

Rychle tvrdnoucí struskový portlandský cement se efektivně používá při výrobě prefabrikovaných železobetonových výrobků a konstrukcí vystavených tepelnému a vlhkostnímu zpracování.

Struskové a vápeno-pucolánové cementy

Sulfátový struskový cement (GOST 2543-51) je hydraulické pojivo získávané mletím granulované vysokopecní strusky (nejméně 80 % hmotnostních) spolu se struskovými zpevňovacími činidly: siřičitanem (umělý nebo přírodní anhydrit, polovodná nebo dihydrátová sádra) a alkalickým (pálený dolomit, silikátovo-cementový slínek). Třídy sulfátového struskového cementu: 100, 150, 200 a 250.
Vápenostruskový cement (GOST 2544-44) se získává mletím granulované vysokopecní strusky s práškovým hydrátem vápna (chmýří). Vápenostruskocementové třídy: 50, 100 a 150. Možná vás budou zajímat informace o vápenostruskových cihlách.
Vápenno-pucolánový cement (GOST 2544-44) se získává mletím vysušené hydraulické přísady s hydratovaným vápenným práškem (chmýří). Třídy vápeno-pucolánového cementu: 50, 100 a 150.
Vápenohlinitý cement (GOST 2544-44) se získává mletím hlíny vypálené při teplotě přesahující 650° s hydratovaným vápenným práškem (chmýří). Třídy vápeno-jílového cementu: 50 a 100.
Vápenopopelový cement (GOST 2544-44) se získává rozemletím popela určitých druhů paliv s práškovým hydrátem vápna (chmýří). Značky vápenocementového cementu: 25 a 50. Mohly by vás zajímat informace o vápenopopelových cihlách.

Přečtěte si více

Co je špatného na siluminu v instalatérství a jak to rozlišit - Soukromý instalatér Ramenskoye, Zhukovsky 7 916 101 68 35

Použití strusky ve stavebnictví. Složky stavebních směsí. Struskový portlandský cement. 15.07.2013 06:05

Ve vysokých pecích se při výrobě litiny z vápence nebo dolomitu, železné rudy a koksu kromě litiny získává produkt, který se nazývá struska. Struska je nekovový materiál, který se skládá hlavně z hlinitanů vápenatých a silikátů, které se získávají při tavení litiny v roztavené formě.
Zpočátku se struska, stejně jako výrobní odpad, jednoduše vyhazovala. Ale následně po jeho podrobném prostudování jsme dospěli k rozhodnutí, že by se mohl a měl používat při přípravě směsí na výrobu betonu. Společnost Carnegie poprvé začala pro tyto účely používat strusku v roce 1911.
Úspěch tohoto rozhodnutí vedl k vytvoření National Slag Association v USA, která zahrnovala mnoho společností zabývajících se výrobou strusky. V roce 1918 bylo ve Spojených státech 32 závodů na strusku, které provozovalo 14 společností.
Možností využití strusky pro stavební práce se zabývala i Francouzská technická asociace, která svůj výzkum prováděla ve velkých hutních závodech.
Podobné práce byly provedeny ve Velké Británii a Kanadě.
V Rusku se začali vážně zabývat zpracováním strusky kolem roku 1933, kdy se objevila společnost, jejíž zaměstnanci vyvíjeli nové směry použití strusky ve stavebnictví.
Nyní již nikdo nebude popírat, že struska je velmi důležitým stavebním materiálem, který se používá poměrně široce v různých oborech. Při výrobě betonu se struska používá při výrobě konstrukčních, monolitických betonů, betonů na asfaltové vozovky, při výrobě minerální vlny, skla, granulovaného kameniva, hydraulických výplní, pokrývačských prací a také pro jiné stavební účely.
Při příjmu roztavené strusky může její teplota dosáhnout 1480 stupňů Celsia. Proto se chladí vzduchem, studenou vodou, drtí a mele. V závislosti na způsobu výroby může mít struska různé vlastnosti. Při chlazení vzduchem obsahuje struska velké množství hlinitokřemičitanových minerálů. Při mletí a drcení je struska nasycena sklem. Ale obecně se složení strusky příliš neliší. Pouze pět procent složení strusky tvoří síra, mangan a železo. Zbytek tvoří oxidy hliníku, vápníku, křemene a hořčíku. Hmotnost, struktura a velikost strusky závisí také na zvoleném způsobu zpracování. A proto se pro různé stavební účely používá struska různého zpracování.
Nejběžnějším a nejziskovějším směrem je nyní použití strusky jako součásti pro různé stavební materiály. Má také skvělé vyhlídky a také vede k zachování zdrojů, protože struska je výrobní odpad. A využití odpadu v podnikání přináší velké výhody.
Dnes je hlavním průmyslem hutní průmysl, což znamená, že množství strusky, které máme, je velké. Navíc samotná struska je cenným materiálem a možnosti aplikace jsou neomezené. Používá se při stavbě silnic, obytných budov, různých průmyslových a užitkových budov a mostů.
Jedním z nejoblíbenějších materiálů na bázi strusky je portlandský struskový cement, hydraulické pojivo, které tvrdne ve vodě a na vzduchu. Získává se mletím granulované strusky a slínku portlandského cementu. Normy pro obsah struskových složek v portlandském struskovém cementu se podle norem přijatých v různých zemích liší. Naše množství strusky v portlandském struskovém cementu by mělo být od jednadvaceti do šedesáti procent. V USA a Velké Británii je maximum 65 procent, v Německu může dosáhnout až 85 procent u vysokopecního cementu a 35 procent u portlandského železnostruskového cementu. Portlandský struskový cement má pouze tři stupně pevnosti, zatímco ve Francii jsou čtyři. Ve Spojeném království existuje pouze jeden stupeň síly.
Portlandský struskový cement se jako univerzální materiál používá pro stavbu vodních staveb i pro výrobu suchých stavebních směsí. Jeho pevnost je stejná jako u portlandského cementu, ale při jeho použití v podmínkách náhlých teplotních změn je třeba dávat pozor.
V poslední době došlo k mírnému poklesu používání portlandského struskového cementu. Nejlepším řešením tohoto problému je použití struskového portlandského cementu k výrobě kameniva, jako je strusková pemza, což se v Japonsku již dlouho dělá. To je dobrá náhrada za expandovanou hlínu. A pro výrobu těžkého betonu lze portlandský struskový cement použít jako litou struskovou drť. Použití tohoto typu granulované strusky umožňuje získat velmi pevnou spojovací vrstvu kameniva a cementu, která odstraňuje kanály při dalším smršťování cementu. Proto má takový beton vysokou odolnost proti korozi a lépe se přizpůsobuje agresivnímu prostředí a chemickým vlivům.
To otevírá obrovské vyhlídky pro náš metalurgický a zpracovatelský průmysl Světová spotřeba struskového cementu je daleko před všemi ostatními značkami. Beton na jeho bázi má lepší pevnost a odolnost, což umožňuje jeho použití při stavbě vodních elektráren, podzemní dráhy a přehrad. Výhodou portlandského struskového cementu je navíc jeho nižší cena než u jiných značek cementu. Má jemnější mletí. Dlouhá doba tuhnutí, nízký počáteční zisk pevnosti, nízký vývin tepla umožňují dosáhnout rovnoměrného objemu tvorby cementového kamene.
Portlandský struskový cement se vyrábí také jako rychle tvrdnoucí cement. Má větší pevnost než běžný. Množství aktivních přísad portlandského struskového cementu se určuje podle GOST 10178-62.
Vyhlídky použití portlandského struskového cementu jsou tedy obrovské a možnosti jeho využití se neustále rozšiřují.