Актуальність теми

 

На території України зосереджена значна кількість відходів металургійних підприємств, в якості яких активну роль займають металургійні доменні гранульовані шлаки. На основі шлаків можливо виготовлення в’яжучих речовин, які можуть бути альтернативою ПЦ. До найменш енергоємних і недорогих в’яжучих, до складу яких входять переважно відходи виробництва, відноситься сульфатно-шлакове в’яжуче. Але для сучасних СШВ характерні низька міцність, а для їх виготовлення використовують виключно доменні гранульовані шлаки з високим вмістом глинозему - 10... 20 мас. %. Можливість використання для цієї мети низькоглиноземистих шлаків зі вмістом Al₂O₃ < 10%, що характерні для українських металургійних підприємств цілком реальна. В якості сульфатного компоненту СШВ використовували гіпсовий камінь або ангідрит. Не досліджена також можливість використання в якості сульфатного компоненту СШВ на основі низькоглиноземистих українських ДГШ великотоннажного відходу хімічних підприємств України – фосфогіпсу.

 

Особливістю розробленого важкого бетону з СШВмокрого помелу на основі низькоглиноземистого доменного гранульованого шлаку є його порівняно низька водопотреба (В/Вж (водов’яжуче відношення) менше 0,4), що суттєво відрізняє його від в’яжучих В/Вж перевищує нерідко 0,5, тим самим позитивно впливає на довговічність, морозостійкість, тощо.

За відомими даними з літературних джерел при використанні бетонів на основі СШВ враховують експлуатаційні властивості в’яжучого: підвищену стійкість у м’яких і сульфатних водах. В цьому полягає основна перевага СШВ перед шлакопортландцементом. Встановлена висока стійкість СШВ у морській воді, розчинах Na₂SO₄, MgSO₄, Al₂(SO₄)₃, (NH₄)₂SO₄, молочній і гуміновій кислоті, у лляній олії.

 

Бетони на СШВ рекомендується використовувати у підводних і підземних спорудах, масивних конструкціях, особливо там, де вони піддаються дії агресивних вод, або вилуговуванню. Як правило, це конструкції з важких крупнозернистих бетонів класів В7,5 та В10 з обмеженою морозостійкістю. Під час твердіння бетонних та залізобетонних споруд у надземних спорудах їх необхідно зволожувати протягом перших 2... 3 тижнів.

Не рекомендується застосовувати СШВ для бетонних споруд, що працюють у зоні поперемінного зволоження і висушування, для запобіганню утворення крихкого і не міцного поверхневого шару, а також при твердінні бетону при низьких температурах.

Стосовно армованих залізобетонних конструкцій, з літературних джерел відомо, що в бетонах на СШВ, що не піддаються зволоженню, корозія сталевої арматури не розвивається. При підвищеній вологості бетонів на СШВ – арматура іржавіє. Очевидно, що цей факт пояснюється відносно низьким рН середовища бетону на СШВ, а також наявності великої кількості сульфатного компоненту, що є одним з інтенсифікаторів корозії сталі.

СШВ можна також використовувати і для приготування будівельних розчинів, як і на інших гідравлічних в’яжучих.

 

Основними напрямками досліджень бажкого бетону на СШВ мокрого помелу було:

· вплив добавок-пластифікаторів (ЛСТ, С-3) на розтічність суспензії СШВ після помелу та досягнення повного розвантаження млина від суспепензіїСШВ.

· Визначення оптимального вмісту добавок-пластифікаторів з метою забезпеченнямінімальної водо потреби (В/Т≤0,35) та максимальноїміцності: (≥30…40 МПа) СШВ.

· Визначення оптимального вмісту добавок-пластифікаторів для визначеннявеличинилегковкладанностібетонноїсуміші.

· Визначення виду та вмісту добавок-модифікаторів(прискорювачів та інтенсифікаторівтвердіння) з метою збільшенняшвидкостітвердіння та міцності.

 

 

2. Досліджувані матеріали.

Для виробництва СШВ мокрого помелу, розчинів і бетонів використовують такі матеріали: в’яже, отримують спільним помелом доменного гранульованого шлаку, сульфатного активізатора твердіння шлаку фосфогіпсу, негашеного вапна, хімічних добавок(CaCl₂,MgF₂, С-3, ЛСТ,), і води, як заповнювачі: щебінь, пісок.

· В якості шлаку використаний Криворізький доменний гранульований шлак(ГОСТ 3476-74) вміст Al₂O₃, - 8,3%, з насипною густиною 1,25 т/м³ і модулем основності М₀ = 1,3.

Хімічний склад доменного гранульованого шлаку таблиця 1.

Таблиця 1.

Номер проби	Вміст оксидів у шлаку, %
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	MnO	в.п.п.	Σ, %
	39,52	6,49	0,12	47,13	3,10	1,74	1,15	0,60	99,85
	39,48	6,44	0,18	47,26	3,11	1,80	1,12	0,58	99,97
	39,53	6,49	0,11	47,20	3,12	1,73	1,16	0,58	99,92
	39,51	6,47	0,14	47,16	3,13	1,75	1,14	0,61	99,91
Середнє значення	39,51	6,47	0,14	47,19	3,12	1,76	1,14	0,59	99,92

 

·В якості сульфатного компоненту –нейтралізований вапном (3%) відвальний фосфогіпс хімічного підприємства "Рівне-Азот" (ФГ).