Шлаковый щебень: краткое описание, характеристики, использование

Шлак – это вторсырье, которое часто используется в строительстве в качестве наполнителя при приготовлении бетонных смесей. Промышленные отходы отличаются по химическому составу и физическим свойствам, при этом их стоимость значительно ниже других заполнителей. Это делает шлак очень популярным материалом при дорожном строительстве. Кроме этого из вторсырья изготавливают минеральную вату, шлакоблоки, пемзу, литье и многое другое. Благодаря использованию вторичного сырья обеспечивается безотходная технология производства стройматериала и значительно снижается уровень загрязнения окружающей среды.

Как выглядит шлак

Что такое шлак

Шлак – неметаллический искусственный силикат, который образуется на поверхностях различных металлов при:

  • плавке сырья;
  • обработке промежуточных продуктов;
  • рафинировании жидких сплавов.

Также, в процессе производства, шлаки строительные образуются при восстановлении руды, в ходе извлечения из сырья флюсов.

Процесс образования шлаков

Читайте также: Трубка ПВХ для опалубки в монолитном домостроении

Если говорить о химическом составе отходов металлургии, то этот материал бывает нескольких видов:

  • Основным (CaO, MgO и FeO). В этом случае в материале содержится до 50% оксида кальция и порядка 10% глинозема.
  • Кислотным (SiO2 и TiO2) с содержанием оксида кальция не более 42% и глинозема до 15%.
  • Нейтральным (Al2O3 и ZnO) в котором присутствует порядка 45% оксида кальция.

Помимо этого, в отходах содержатся частицы кремния, алюминия, магния, марганца, серы и прочих компонентов. В зависимости от их объема шлак получает разные свойства.

Особенности щебня

Щебень — это результат дробления горных пород валунов, гранита и известняка, но его получают путем применения спецтехники, а не ждут естественного разрушения. Отличие гравия и щебня заключается, прежде всего, во внешнем виде: щебень более шероховат, часто имеет острые углы, кроме того, его размер больше. Все эти качества обеспечивают хорошее сцепление с различными материалами и поверхностями.

Этот камень имеет разные формы. За счет этого свойства он успешно применяется не только при строительных работах, но и ландшафтном дизайне.

Сфера применения и свойства шлака

Говоря о том, что такое шлак, стоит сказать о сфере применения этого материала. Чаще всего в строительстве используется граншлак разного диаметра:

  • Более крупные гранулы используются при изготовлении шлакоблоков, отличающихся износоустойчивостью, меньшим весом и повышенными показателями тепло- и влагоизоляции. Также крупный граншлак применяют при возведении фундамента (в качестве подложки), укреплении насыпей, обработке краев водоемов.
  • Из шлака более мелкой фракции можно сделать добавку для бетона или асфальта.
  • Пыль и самые мелкофракционные частицы применяют в качестве добавок при производстве тротуарной плитки и минваты.
  • Крошка добавляется в строительные смеси для повышения прочностных характеристик составов. Также крошку применяют для заполнения пустот в стенах.

Фракции шлака

По цвету, вторичное сырье может быть самым разным, начиная от насыщенного черного, заканчивая белым цветом. Нередко встречаются материалы перламутрового или сиреневого оттенка.

Плотность шлака колеблется в зависимости от компонентов, входящих в его состав.

Оксид Плотность, г/см3
Кальция 3,4
Магния 3,65
Кремния 2,26
Железа 5,7
Марганца 5,4

Соответственно, если измерять этот показатель в «кубах», то эти значения будут колебаться от 800 до 3 200 кг на метр кубический.

Удельный вес сырья (то есть масса его вещества) составляет от 2,5 до 3,6 г/см3. Приблизительно такими же показателями отличаются природные породы камней. Однако стоит учитывать, что удельный вес шлака может отличаться в зависимости от вида сырья:

  • У шлакобетона этот показатель составит порядка 2-2,4 т/м3.
  • Удельный вес кускового шлака колеблется от 2,1 до 2,8 т/м3.
  • Если используется вторсырье в виде щебенки, то вес материала будет самым наименьшим от 1,05 до 1,6 т/м3.

Кроме этого, свойства вторичного сырья определяются его типом. Сегодня в металлургии выделяют четыре основных вида шлака: черный, цветной, топливный и химический.

Основные характеристики материала

При выборе сферы применения щебня необходимо знать его характеристики по плотности и прочности. Плотность щебня зависит от способа его получения. Плотный щебень получают из плотных отвальных шлаков, а пористый вариант – из расплавленных шлаков с их дальнейшим насыщением газами. Плотный щебень шлаковый применяется как заполнитель для тяжелых бетонов, а пенистый – для производства легких бетонов. Прочный материал, полученный из шлаков доменных печей, по прочности подразделяется на 5 марок. Он идет на производство тяжелых бетонов: чем прочнее бетон, тем прочнее должен быть заполнитель.

При выборе искусственного щебня надо обратить внимание на его основные технические характеристики:

  1. Прочность. Проверяется методом сжатия. Чем большее давление выдерживает материал, тем более высокую марку ему присваивают.
  2. Загрязненность. В качественном продукте примесей должно быть не более 3%, иначе изделие, изготовленное из загрязненного материала, быстро разрушится.
  3. Гигроскопичность. Качественный продукт должен поглощать жидкость в количестве от 1,5 до 4% от его массы.
  4. Стойкость к перепадам температуры. Качественный продукт должен выдерживать до 300 процедур заморозки и размораживания.
  5. Радиоактивность вещества должна быть в пределах допустимых норм.

Искусственный камень из шлаковых отходов имеет массу преимуществ по сравнению с натуральными аналогами. Прочный щебень очень износоустойчив: хорошо переносит трение, сопротивляется повышенным механическим нагрузкам и выдерживает сильные морозы. Пористый материал из пенистых шлаков является легким, но прочным, не создает дополнительной нагрузки на несущие строительные конструкции. Он хорошо отталкивает тепло и его часто применяют для теплоизоляции.

Читайте также: Монолитный железобетонный фундамент под колонны

В растворах шлаковый продукт надежно сцепляется с другими компонентами, обеспечивая прочность и долговечность конечного изделия. Искусственный материал дешевле щебня из природных камней, имеет выгодное соотношение цены и качества. Является экологически чистым материалом без вредных испарений. Несмотря на массу положительных черт, продукт из шлаков имеет некоторые недостатки. Он наделен меньшей прочностью, чем натуральный камень. Искусственный материал может иметь невыгодную форму зерен: если они вытянутые, а не сферические, то нужно использовать больше материала, из-за чего повышается стоимость строительных работ. К тому же щебень из отвальных шлаков может быть радиоактивным. По радиоактивности он разделяется на 2 класса: 1 идет на строительство зданий, 2 – на строительство дорог.

Шлаки цветной металлургии

Вторичное сырье этой категории пользуется меньшей популярностью ввиду дороговизны и трудоемкости его получения. В отличие от шлаков черной металлургии, цветное сырье обладает большим удельным весом и повышенным содержанием закиси железа, объем которого может доходить до 40%. Кроме этого, в состав таких материалов входят ценные и редкие металлы.

Получения шлака цветной металлургии

Иногда в строительной сфере применяют отходы цветной металлургии, которые образуются при выплавке никеля и меди. Медеплавное вторсырье отличается черным цветом и не распадается. При этом его плотность составляет от 3 300 до 3 800 кг/м3, а водопоглощение колеблется в пределах 0,1-0,6%.

Никелевое сырье обладает идентичными с медеплавными отходами показателями и свойствами.

Из шлаков такого типа редко изготавливаются строительные материалы, иногда их используют при производстве литых изделий или минваты. Намного чаще на производственную линию попадают доменные шлаки.

Особенности и характеристики гравия

Гравий – это осадочная горная порода, состоящая из различных кусков горы, ее обломков. Материал очень гладкий, поскольку вода обмывает края, стачивая их, в породе нет резких выступов. Состав материала может быть очень неоднородным. Можно наблюдать разные виды рассматриваемой смеси, а также горных пород. Именно по этой причине свойства гравия сильно отличаются.

Гравий может быть:

  1. Горный.
  2. Ледниковый.
  3. Водный.

Первая разновидность получается, когда разрушаются горные породы под воздействием различных внешних факторов. Водный добывается в руслах рек, у берегов моря, а также озер. Под воздействием воды куски камней постепенно обтачивается. Последний вид связан с движением ледников. Горные породы перетираются и в результате получается гравий, которые можно использовать в строительных нуждах.

Классифицируется порода по основным признакам, которые необходимы для эксплуатации и строительства различных сооружений. По размерам частиц гравий разделяется на пять категорий и может достигать 7 см в диаметре. Механическая устойчивость и прочность материала зависит от состава, а также структуры. Этот параметр имеет большое значение, особенно в том случае, если гравий приобретается для строения дорог.

Примеси. К примесям в большинстве случаях относят глину, а также пыль. Большое количество примесей наблюдается в горных породах гравия, а также при собирании в сухих руслах рек.

Специалисты отдельно отмечают содержание различных вредных примесей в составе. Если не обращать внимание на эти характеристики, то качество получаемого бетона сильно ухудшится, а в результате образуется сильная коррозия, от которой в последствии будет проблематично избавиться. Некоторые примеси также могут оказывать негативное влияние на человеческий организм, поскольку они токсичные.

Шлаки черной металлургии (доменные)

Сырье этого типа бывает 3 типов:

  • Шлак доменный гранулированный, который получают при охлаждении чугуна во время его выплавки. Как правило, полученный граншлак используют в качестве заменителя более дорогостоящих минеральных добавок.
  • Доменный шлак не гранулированного типа. Его добывают в процессе воздушного охлаждения отходов металлургии, их дробления и последующего грохочения. Полученный материал чаще всего применяется в качестве наполнителя для асфальтобетона при строительстве дорожных полотен. Кроме этого, не гранулированное сырье нашло применение в сельскохозяйственной области, где отходы используют для раскисления земли.
  • Шлаковая пемза отличается тем, что она не обладает вяжущими свойствами. Поэтому это сырье чаще используют в качестве утеплителя, звукоизоляционного материала и при производстве шлакоблоков и прочих изделий из пористых и легких бетонов.

Разновидности шлаков черной металлургии

Читайте также: Связевая конструктивная схема каркасных зданий.

Если говорить о свойствах шлака доменного, то он отличается высоким сопротивлением к измельчению, реакционной способностью и стабильностью. По гидравлическим свойствам гранулированный шлак бывает трех сортов:

  • 1 сорт. В таком материале допускается содержание оксида алюминия не менее 8%, магния не больше 15%, титана не более 4% и марганца не больше 2%.
  • 2 сорт. Оксид алюминия – 7,5%, магния – 15%, титана – 4%, марганца – 3%.
  • 3 сорт. Оксид алюминия – не более 7,2%, магния – 15%, титана – 4%, марганца – 4%.

Применение

Как и любая другая разновидность щебня, данный материал используется в самых разных сферах.

  • Производство асфальта.
  • Изготовление бетона с повышенной сопротивляемостью огню.
  • Создание блоков и плит для промышленных построек.
  • Отсыпка дорожного полотна.
  • Производство плитки, шлакоблока и бетона.
  • Изготовление минеральной ваты.
  • Самые красивые частицы могут использоваться в ландшафтном дизайне.

В большинстве случаев он может с успехом заменить натуральные аналоги и обойдется существенно дешевле. Тем не менее в силу характерных особенностей, особенно из-за невысокой морозоустойчивости, в некоторых случаях применение данного вещества невозможно. Именно поэтому шлаковый щебень до сих пор полностью не смог вытеснить гранитный, ведь на территории России слишком много мест, где низкая температура считается абсолютной нормой и именно там обычно возводятся промышленные строения. Говоря о стоимости, также следует учитывать разновидности этого щебня. Например, самый дешевый и, откровенно говоря, бесполезный пористый материал доступен буквально за копейки. А его медеплавильный аналог, действительно практически ничем не уступающий граниту (а кое в чем и превосходящий), обойдется лишь немногим дешевле натуральных материалов.

Топливные шлаки

Каменноугольные и угольные шлаки, которые также часто называют золошлаками, сегодня широко применяются в промышленном строительстве. Такое сырье отличается от доменного более низким содержанием CaO и повышенным содержанием FeO. При этом угольный шлак отличается повышенной щелочностью.

Угольные шлаки

Золошлак – это шлак гранулированный, который отличается черной окраской. Такой цвет образуется из-за двухвалентного железа, которое содержится в составе сырья. Встречается шлак коричневого, белого, оливкового и зеленого цвета (в зависимости от объема окисла). Для получения песка шлакового сырье измельчается, в этом случае его цвет будет серым.

Золошлаки получают в процессе сжигания различного топлива, в зависимости от типа которого можно определить, сколько вторсырья в нем содержится:

  • в буром угле содержание шлака составляет до 15%;
  • в каменном – от 3 до 40%;
  • в антраците – до 30%
  • в горючих сланцах – от 50 до 80%;
  • в дровах – порядка 0,5-1,5%;
  • в мазуте – не более 0,2%.

Однако стоит учитывать, вреден ли угольный шлак. Дело в том, что в этом материале содержатся радиоактивные вещества, поэтому использовать его в качестве наполнителя для бетонных стен и при организации стяжки для жилых объектов не рекомендуется.

Подведем итог

Итак, что лучше — щебень или гравий, и в чем их отличия?

Выделим главные характеристики этих материалов:

  1. Щебень образуется вследствие механического дробления, точнее взрыва, а гравий получается в результате естественного разрушения горных пород.
  2. Щебень имеет более широкую размерную сетку и используется для различных строительных работ. Гравий же применяется больше для декоративных целей, хотя иногда может использоваться при возведении фундамента. Обусловлено это, прежде всего, формой материала: у гравия она более гладкая, а у щебня угловатая, за счет чего происходит лучшее сцепление с бетоном и иными строительными веществами.
  3. Главными достоинствами щебня является его отличная адгезия и хорошие физические свойства, а гравий отличается декоративным видом.
  • Что такое щебень и гравий
  • Отделка, отсыпка, декоративные дорожки, дренаж, бетонные заливки, железобетонные конструкции – все эти и прочие строительные работы невозможны без гравия и щебня. Однако человеку, далекому от производственной среды, принципиальные различия между этими материалами на первый, поверхностный, взгляд не заметны: и тот и другой почти одинаковы на вид, оба используются примерно для одного и того же перечня работ, оба относятся к плотным горным породам. Однако в действительности щебень и гравий – два разных строительных материала, каждый со своими характерными особенностями и отличиями.

Химические шлаки (электротермофосфорные)

Граншлаки – отходы производства фосфора, который изготавливается электротермическим методом. В таком вторсырье содержится до 98% стекла. Основу материала составляют CaO и Si02. Помимо этого в химических отходах содержатся частицы макулатуры, резиновой крошки, тряпья, полимерных материалов, попутных нефтепродуктов и многого другого. В связи с этим подобные шлаки довольно редко используются в строительстве.

Если говорить о самом распространенном типе шлаков, то это доменное вторсырье. Однако, несмотря на многочисленные преимущества, этот материал обладает и плюсами и минусами.

Отличительные признаки щебня от гравия

После изучения отдельных характеристик, можно выяснить, чем отличаются эти два материала.

Несмотря на то, что в применение гравий и щебень очень похожи (материалы используют для декоративных и строительных нужд), но разница между ними существенна, и в первую очередь зависит от происхождения. Гравий, к примеру, добывают и под водой, а не только в горах.

Отличаются гравий и щебень по трем основным параметрам, но имеются еще несколько дополнительных.

Форма

Чтобы изготовить щебень применяют дробление горной породы, а при производстве гравия этого не требуется, поскольку это готовый природный продукт, который формируется под действием естественных процессов. Из этого можно сделать вывод, что гравий будет выглядеть наиболее аккуратным он не имеет острые края. Щебень же, получаемый путем дробления, всегда будет угловатым и неаккуратным по сравнению со вторым видом.

Размер

Гравий и щебень также отличаются в плане размеров частиц. Имеется даже специальная таблица размеров разного вида щебня. На этот показатель следует обращать внимание при покупке.

Сцепление

Когда материалы используются для строительных нужд, очень важно обращать внимание на сцепление цементного раствора с добавлением этих частиц. Качества можно добиться с применением щебня. Именно его чаще всего используют для возведения фундаментов.

Прочие параметры

К иным характеристикам можно отнести декоративность материалов. Щебень очень сложно использовать для декоративных целей, но при этом он обладает лучшими техническими характеристиками. Щебень имеет неровную структуру, а также непривлекательный цвет и по этой причине именно природный гравий в большинстве ситуаций применяют для декорирования объектов. Также именно гравий обладает большим разнообразием цветов, что и делает его подходящим камнем для украшения. Им выкладывают стены частных домов, бордюры около дорожек, а также внешнюю сторону фонтанов. Щебень обладает однообразием цвета, но что касается гравия, то тут можно разгуляться в этом плане. Гравий является наиболее предпочтительным вариантом, если необходимо украсить ландшафт. Разноцветные гладкие зерна придают более эффектный вид территории, а поэтому щебень для декоративных целей не подходит.

Необходимо отметить, что по стоимости материалы не сильно отличаются, их можно встретить в строительном магазине в одном ценовом диапазоне. Именно по этой причине выбор необходимо делать от поставленных задач, поскольку цена тут имеет второстепенное значение.

Внимательно изучив статью можно разобраться во всех нюансах разобранных материалов и понять, чем отличается гравий от щебня. А поскольку различия довольно существенны, крайне важно разобраться с этим вопросом, чтобы в итоге приобрести необходимый для строительства материал.

Прежде чем перечислить различия между щебнем и гравием, необходимо дать определение гравию.

Преимущества и недостатки шлаков

Если говорить о плюсах и минусах вторсырья, то проще всего рассмотреть их на примере шлакоблоков. Они обладают следующими преимуществами:

  • повышенной огнестойкостью;
  • долгим сроком эксплуатации (порядка 50 лет);
  • разнообразием характеристик и свойств в зависимости от состава материала;
  • низкой стоимостью (если сравнивать с деревом или кирпичом);
  • простотой обработки и укладки.

Шлакоблоки

Читайте также: Почему нельзя хранить цемент в неотапливаемом помещении

Продолжая рассматривать плюсы и минусы вторсырья, справедливо будет упомянуть и его недостатки:

  • гигроскопичность (материал не стоит применять в областях, где постоянно происходят паводки);
  • большую прочность, из-за которой очень сложно осуществлять прокладку инженерных коммуникаций;
  • высокую теплопроводность;
  • повышенное содержание кислоты и серы (на полное выветривание токсинов уходит порядка 1 года).

Поэтому перед тем, как сделать выбор в пользу этого материала стоит учесть все плюсы и минусы этого сырья. Если же вас интересует наиболее дешевый наполнитель для строительства промышленного или нежилого помещения, то можно значительно сэкономить и приобрести вторсырье.

Тип шлака Фракция, мм Стоимость, руб/т
Пемза 0 – 5 400
Граншлак 1300
Доменный (для минваты) 40 – 70 400
Доменный (для дорожного строительства) 5 – 20 400
Доменный (молотый) 0,7 1500

Транспортировка и хранение.

8.1. Щебень и песок перевозят навалом в транспортных средствах любого вида согласно действующим правилам перевозки грузов и техническим условиям погрузки и крепления грузов, утвержденным Министерством путей сообщения, правилам перевозки автомобильным и водным транспортом.

При транспортировании щебня и песка ж/д транспортом , вагоны следует загружать с учетом полного использования их грузоподъемности.

7.2. Щебень хранят раздельно по фракциям, песок — по модулю крупности в условиях, предохраняющих их от засорения и загрязнения.

Как отличить гравий от гальки и щебня

Под словом «гравий» обычно подразумевают именно горный гравий, добытый в карьерах. Галька – это тот же речной или морской гравий, сформированный в результате отшлифовки песком и водой небольших плоских камней. Таким образом, галька является подтипом гравия.

Галька может иметь разную окраску. Чаще всего встречается многоцветная галька или галька розового, желтого, серого, коричневого или мраморного оттенка. У морской гальки более плоская форма, чем у речной.

Отличить гравий от щебня можно по форме и текстуре. Щебень имеет шероховатую поверхность и остроугольную форму, в то время как гравий более гладкий и округлый.

Щебень формируется в процессе дробления горных пород в карьере или в ходе переработки отходов промышленности. Таким образом, гравий – это материал, образуемый естественным путем, а щебень – промышленным. Иногда, чтобы повысить качество сцепления гравия с раствором, его дробят на более мелкие фракции, получая щебень.

Что такое гравий, как он выглядит и чем визуально отличается от щебня можно посмотреть на фото-картинке ниже:

ГОСТ на природный гравий

Допустимо ли использовать гравий в тех или иных целях, зависит от его физико-технических качеств, которые утверждены на уровне ГОСТов и техинструкций.

Для гравия и щебня, обладающего средней плотностью гранул 2-3 г/см3 и используемого для получения тяжелого бетона, дорожных и иных строительных работ, разработан ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия».

В этом стандарте гравием из горных погод называется зернистый материал, имеющий неорганическую основу, с величиной гранул больше 5 мм, который формируется в ходе рассева гравийно-песчаной смеси.

В стандарте указаны требования к величине фракций, форме гранул, прочностным свойствам, проценту гранул слабых пород и вредных составляющих, морозостойкости, нюансы приемки, способы контроля, требования к перевозке и хранению и т. д.

Также существует ГОСТ 8269.0-97, в котором детально описаны методы определения главных физико-механических свойств материала.

Чаще всего определение будущих свойств и соответствие их ГОСТу происходит , который включает в себя добычу в карьерах, промывку и сортировку.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector