Шлаковый щебень применение недостатки

Что такое шлаковый щебень: пути получения и области применения

Незамысловатый шлаковый щебень является материалом недорогим, но надежным. Он применяется во многих сферах человеческой деятельности.

Способы получения и разновидность продукции

Такой стройматериал, как шлаковый щебень, имеет искусственное происхождение. Его не добывают из земных недр и не производят специально. Он является промышленным отходом и производится в результате сгорания топлива или металлургического шлака. Поэтому и затраты на его получение являются более низкими по сравнению с другими строительными материалами. Среди потребителей наиболее популярно применение щебня, полученного из шлаков доменных печей.

Получить шлаковый щебень можно несколькими способами:

  1. Сгорание. Щебень выходит как отход от деятельности котельных, металлургической и химической промышленности.
  2. Литье. Продукт изготовляют специальным методом из расплавленных металлургических шлаков: горячую жидкую массу выливают на заготовленную платформу. Подобный способ позволяет получить более пенистый и легкий продукт.

Далее полученную одним из способов массу охлаждают, просеивают и дробят. Конечные кусочки могут отличаться друг от друга по размеру. Поэтому их сортируют и собирают в группы по величине:

  • до 5 мм – слишком мелкие гранулы, идут в отсев, используются в строительстве как песок;
  • от 5 до 20 мм – мелкое зерно;
  • от 20 до 40 мм – гранулы средней величины;
  • от 40 до 70 мм и от 70 до 120 мм – крупные фракции.

От размера щебня зависит его насыпная плотность. Чем ровнее и мельче зерно, тем плотнее оно ложится друг к другу. Насыпная плотность щебня влияет на его характеристику и свойства, от нее зависит отрасль использования продукции.

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.

Области применения шлакового щебня

Шлаковый щебень как недорогой, универсальный и безопасный материал нашел свое применение во многих сферах строительства, промышленности и народного хозяйства. С его помощью строят жилые дома и промышленные здания, прокладывают дороги.

В строительстве наблюдается широчайшее применение как плотного, так и пористого щебня. Из него изготовляют тротуарную плитку, шлакоблоки, используют в качестве засыпки для пенобетона. Незаменим щебень из плотных отвальных шлаков для дорожного строительства. Материал используется как укрепляющая основа дорожного полотна и заполнитель асфальтобетонного покрытия.

Сфера использования шлакового отхода напрямую зависит от размеров его фракций. Зернистость материала подбирают так, чтобы пустотность его насыпи в конечном продукте была минимальной:

  1. Мелкие фракции имеют большую плотность насыпи, поэтому их задействуют в строительстве как наполнитель для производства легких шлакоблоков. Еще из него создают основу для заливки цементной стяжки.
  2. Среднезернистый материал тоже используется в строительстве и идет на производство крупных шлакоблоков.
  3. Крупные куски щебня используют для дорожного строительства.
  4. Очень крупные гранулы применяются как декоративная деталь в ландшафтном дизайне. Из них получаются красивые искусственные водоемы, ручейки и тропинки.

Щебень из шлаков частично вытеснил из строительства природный камень благодаря своей дешевизне. Без него строительство домов и дорог обходилось в разы дороже.

Все о шлаковом щебне

  1. Что это такое?
  2. Основные характеристики
  3. Обзор видов
  4. Сферы применения

Среди всех материалов, которые широко и часто используются, как в строительном производстве, так и в быту, отдельного внимания заслуживает шлаковый щебень. Без него невозможно соорудить ни дом, ни дорогу.

Ответы на все интересующие вопросы о шлаковом щебне можно найти в этой статье. Здесь мы рассмотрим основные технические параметры материала, его разновидности и расскажем, где и как его можно применить.

Что это такое?

Шлаковый щебень – это один из основных строительных материалов, который часто используется в ходе возведения различных конструкций и сооружений. В этом и есть его уникальность. Он относится к вторичному производству, так как его получают путем переработки различных природных материалов на литейных заводах.

Когда в доменных печах перерабатывают металл, химикаты, твердое топливо, из них образуется шлак, который имеет достаточно пористую и твердую структуру.

Именно этот отход доменного производства, в дальнейшем измельчаемый механическим способом на различные виды фракций, и называется шлаковым щебнем, который так популярен сегодня. Он имеет целый ряд преимуществ, к которым относится:

  • водостойкость;
  • механическая стойкость;
  • стоимость (цена шлакового щебня достаточно приемлемая, она примерно на 30% ниже, чем стоимость щебня традиционного вида);
  • надежность;
  • отличные физико-технические параметры.

Но у шлака есть и недостатки, о которых также должен знать каждый потребитель. Среди них следует отметить разную прочность материала в одной фракции. В нее могут входить отходы как с переработки металла, так и с топлива, а эти частицы отличаются коэффициентом прочности. Именно поэтому очень тяжело понять и предсказать, как будет вести себя материал, будучи элементом той или иной конструкции. Из-за этого строительный шлак не применяют в процессе строительства больших и высоких сооружений.

Основные характеристики

Как и любой другой строительный материал, щебень характеризуется определенными свойствами и физико-техническими характеристиками, которые контролируются нормативными документами ГОСТ 5578-94 и 3344-83.

Согласно им шлаковый щебень, который пригоден к дальнейшему применению, должен обладать следующими характеристиками:

  • коэффициент прочности на сжатие – М300-М1200;
  • процент наличия примесей (пыли и глины) – не более 3%;
  • коэффициент водопоглощения – от 1,5% до 4% от всей массы материала;
  • коэффициент морозостойкости – от 15 до 300;
  • класс радиоактивности – 1;
  • прочность – от 2,5 МПа до 40 МПа;
  • насыпная плотность материала – от 400 кг/м³ до 1600 кг/м³;
  • пластичность – от 15% от 35%;
  • вес на 1 м3 составляет 1000 кг.
Читайте также  Полимерный бетон своими руками

Обзор видов

Шлаковый щебень, как и любой другой строительный материал, который получают в процессе дробления, классифицируется на фракции.

  • Крупнофракционный. Размер частиц крупнофракционного материала 40-70, 70–120 мм. Щебень, частицы которого размером 40-70 мм, считается стандартным и используется в процессе приготовления бетонных смесей для установки массивных конструкций, в дорожном строительстве. А вот шлаковый щебень 70–120 мм относится к нестандартным. Его применяют в основном для декора в качестве отделки ограждающих конструкций, дна бассейна или водоема.

  • Среднефракционный. Размер частиц материала средней фракции составляет от 20 мм до 40 мм. Такой материал подходит для изготовления бетона и железобетонных конструкций. Щебень средней фракции используют для замеса раствора, который применяют при строительстве автодорог, железных путей и фундамента зданий.

  • Мелкофракционный. К данной фракции относится щебень, размер частиц которого от 5 мм до 20 мм. Это наиболее часто используемый материал. Его применяют в процессе изготовления бетона и бетонных конструкций, а также для заливки мостовых элементов и дорожного покрытия.

  • Отсев. К данной фракции относится щебень, размер частиц которого не более 5 мм. Сфера применения такого вида щебенки – декорирование.

Наличие разных фракций, размеров шлакового щебня дает возможность использовать его в различных сферах строительства.

Сферы применения

Шлаковый щебень – это материал, который широко используется благодаря отличным техническим параметрам и свойствам как в черновой работе, так и в качестве декоративной отделки.

Его применяют в следующих случаях.

  • В процессе создания шлакобетонной смеси для выполнения ремонтно-строительных работ.
  • Как один из основных элементов в производстве шлакоблока. Шлаковый щебень характеризуется низкой теплопроводностью, поэтому шлакоблок, изготовленный из него, чаще всего применяют для возведения домов в местностях с суровым климатом. Морозостойкость такого блока составляет не менее f75.
  • Как материал для подсыпки и уплотнения в процессе реставрации старых и создании новых автодорог.
  • На заводах по изготовлению асфальтобетона. Шлаковый щебень устойчив к механическим воздействиям, износостойкий, поэтому его так часто используют для изготовления смеси в процессе ямочного или капитального ремонта дорожных путей.
  • На предприятиях, которые занимаются производством каменной ваты для изоляции помещений. Именно каменная вата, в составе которой есть шлаковый щебень, гарантирует максимально высокий коэффициент теплоизоляции и звукоизоляции в помещении.

Можно делать вывод, что шлак, в сущности являющийся отходом производства, – это незаменимый материал, особенно для дорожного строительства. Абсолютно любая постройка – новая или реставрированная старая, в элементах конструкции которой есть шлаковый щебень, гарантированно будет функционировать на протяжении длительного времени.

Применение шлакового щебня в строительстве дает возможность снизить усадку, ползучесть раствора. Тем самым материал способствует повышению прочности, плотности, трещиностойкости и водонепроницаемости конструкций.

Получение щебня из шлаков

Щебень является востребованным строительным материалом. Много предприятий занимаются его производством. Высокая конкуренция служит прекрасным стимулом для поиска способов удешевления продукции. Ярким примером искусственно созданного недорогого материала является щебень из шлаков.

Способы получения щебня из шлаков

Щебень этого вида изготавливается двумя способами:

  1. В первом случае он получается в результате переработки застывшего отвального шлака, который является побочным продуктом в черной и цветной металлургии. Разработка такого материала чаще всего не требует проведения буровзрывных работ, поэтому его стоимость значительно ниже природного. Переработка отвалов выполняется на дробильно-сортировочных установках. Они обеспечивают удаление из материала металлических включений с помощью электромагнитов и его сортировку по фракциям. Отвальный щебень может быть трех размеров: мелкий (5–20 мм), средний (20–40 мм) и крупный (40–70 мм).

  1. Во втором случае выполняется специализированная обработка шлаковых расплавов. Для этого подготавливаются специальные траншеи или литьевые площадки. В них послойно сливается огненно-жидкий расплав. Высота каждого слоя варьируется в пределах 200–500 мм. Расплав выдерживается на открытом воздухе в течение нескольких часов, кристаллизуется и остывает до 800 °С. После этого он обрабатывается водой для появления трещин, дробится и сортируется по размерам. Такой щебень называется литым.

Характеристики щебня из шлаков

Физико-механические характеристики щебня из шлаков изменяются в достаточно широком диапазоне. Они во многом зависят от качества исходного сырья и используемой при выплавке руд технологии. По истинной плотности шлаковый щебень превосходит наиболее популярный природный гранитный материал. Показатель первого варьируется в пределах 2950–3500 кг/м 3 . Истинная плотность гранитного щебня – 2650 кг/м 3 .

Обратная ситуация с водопоглощением по массе. У гранитного щебня его показатель очень низкий и составляет 0,2 %. Наиболее близок к нему щебень из медеплавильного шлака с водопоглощением 0,4 %. Материалы из других видов шлака имеют значительно худшие показатели: фосфорный – 0,9 %, доменный – 1,5 %, мартеновский – 2,3 %, конвертерный – 4,0 %, пористый – 7,3 %. С водопоглощением неразрывно связан показатель морозостойкости. Для гранитного щебня он составляет 300–400 циклов, для шлакового меняется от 15 (пористый) до 300 (медеплавильный).

По пределу прочности при сжатии шлаковый щебень может как превосходить гранитный с показателем 120 МПа, так и уступать ему. Хуже всех выдерживает сжимающие нагрузки щебень из пористого шлака. Его предел прочности всего 62 МПа. Остальные материалы имеют следующие показатели: конвертерный – 76 МПа, доменный – 104 МПа, мартеновский – 110 МПа, фосфорный – 135 МПа, медеплавильный – 140 МПа.

Еще одной важной характеристикой щебня является показатель дробимости, характеризующий его способность выдерживать нагрузки. Для природного гранитного материала он равен 11 %. У искусственного аналога лучшие показатели дробимости принадлежат медеплавильному (6 %) и фосфорному шлаковым щебням (12 %), худшие – конвертерному (39 %) и пористому (44 %).

Применение щебня из шлака

Щебень из отвального шлака имеет достаточно широкую сферу применения. Его мелкая фракция используется для изготовления асфальта, огнеупорного бетона, а также плит и блоков для возведения промышленных объектов. Щебень среднего и крупного размеров применяется в качестве подсыпки для дорожного покрытия, для производства шлакоблоков, тротуарной плитки и различных видов бетона. Помимо этого, материал крупной фракции востребован в ландшафтном дизайне.

Литой щебень тоже используется для изготовления железобетонных изделий и различных видов бетонов. В дополнение к этому он применяется в производстве минеральной ваты и при строительстве дорог. Главным коммерческим преимуществом обоих видов этого материала является невысокая цена. Их использование позволяет существенно снизить расходы на проведение строительных работ.

Природный или шлаковый щебень — что выбрать?

Параметры, которым должны соответствовать все виды щебня, изложены в технических требованиях ГОСТов. Нормативные документы выделяют несколько источников для получения щебенки :

  • Плотные горные породы;
  • Пористые горные породы;
  • Природный камень;
  • Отходы промышленного производства;
  • Шлаки черной и цветной металлургии.

Три первых типа сыпучих смесей называют природным, оставшиеся два — шлаковым.

Производство сыпучих материалов

Щебенка из горных пород представлена тремя основными разновидностями — гранитной, гравийной и известняковой. Гранит обладает наибольшей прочностью и морозоустойчивостью, известняк применяется для создания малонагруженных конструкций. Процесс получения строительного материала предполагает подрыв монолитных скал с последующим дроблением получившихся осколков или разработку карьеров открытым способом. Горный гравий, применяемый для получения щебня, отличается от привычного большинству людей речного химическим составом и менее гладкой текстурой поверхности.

Читайте также  Дом из бетонных панелей

Шлаковый щебень создается на основе отходов промышленных или сталелитейных производств. Шлаки образуются при плавке сырья, обработке промежуточных продуктов или в процессе рафинирования жидких сплавов. Отходы содержат значительное количество оксидов кальция, магния, железа, цинка или алюминия. Состав итоговой смеси определяет плотность получаемого щебня, его физические свойства и экологические параметры.

Основные различия природных и шлаковых материалов

Природный и шлаковый щебень могут значительно отличаться друг от друга физическими свойствами. Причиной этого становятся разные характеристики исходных материалов. В процессе выбора стоит учитывать несколько ключевых параметров:

  • Плотность. Максимально плотным материалом остается гранит, минимальные значения характерны для известняка. Шлаковые виды щебенки обладают средней плотностью, отдельные отходы черной металлургии превосходят по этому параметру гранит. Благодаря этому шлаки остаются наиболее универсальным вариантом сыпучих материалов;
  • Прочность. Дробленые горные породы получают маркировку М1200, их пористые аналоги — М400 или М600. Шлак покрывает диапазон от М800 до М1600, что позволяет использовать его для литья легких или несущих бетонных конструкций;
  • Поглощение влаги. Наибольшей устойчивостью к насыщению жидкостями обладают гранитные осколки, наименьшей — известняк. Характеристики шлакового щебня зависят от химического состава сырья и могут соответствовать плотным горным породам или незначительно уступать им;
  • Морозостойкость. Этот параметр характеризует количество циклов замораживания/размораживания, которое материал переживает без потери своих качеств. Марка F300–F400 (300–400 циклов) характерна для природных материалов. Шлаки энергетической промышленности сертифицируются как F15–F25, сталелитейные отходы — F25–F50.

Подробная информация о характеристиках сыпучих материалов предоставляется покупателям производителями или продавцами.

Сферы применения щебенки

Применение гранитного щебня оправдано при ведении строительных работ в экстремальных условиях: в регионах с существенными перепадами температур, глубоко промерзающими грунтами или значительным количеством осадков. Примерами могут служить возведение железнодорожных насыпей за Северным полярным кругом или формирование тел бетонных плотин.

Условия средней полосы и юга России позволяют использовать шлаковый щебень для любых видов строительных работ: возведения дорог, литься несущих элементов зданий, заливки фундаментов, создания бетонных смесей, производства малых архитектурных форм (урн, скамеек, заборов).

Преимущества шлакового щебня

Основные достоинства щебенки из шлака — низкая цена и оптимальное сочетание характеристик. Отсутствие необходимости в проведении геологической разведки, подрыве скал, доставке сырья к месту дробления и последующего складирования существенно снижает расходы компании-производителя. Минимизация издержек обеспечивает почти двукратную разницу стоимости гранитного и шлакового щебня. Так, тонна дробленой скальной породы фракции 5–20 мм обойдется покупателю в 550–700 рублей. Шлак с аналогичными параметрами будет стоить от 250 рублей за 1000 килограммов.

Характеристики шлаковой щебенки позволяют применять ее в любых сферах — от возведения многополосных дорог до заливки фундаментов частных домов. Экологичность материала обеспечивает безопасную долговременную эксплуатацию построенных объектов.

Сотрудничество с ООО «ТЭМП»

«Таганрогский экспериментально-промышленный проект» производит щебень из доменного шлака. Материал различных фракций (0,5–70 мм) используется в дорожном строительстве и производстве бетонных конструкций, при заливке фундаментов и укладке дренажа спортивных сооружений, для декоративного оформления городских пространств или создания первичного покрытия на грунтовках.

ООО «ТЭМП» обеспечивает оптовые поставки щебенки в любую точку России автомобильным, железнодорожным, морским или речным транспортом. Стоимость материала разных фракций можно уточнить у менеджеров по телефонам 8-8634-43-05-80 (Таганрог) и 8-495-125-01-06 (Москва) или в каталоге на сайте компании. Поставки крупных партий осуществляются на специальных условиях.

Шлаковый щебень: описание, характеристики, использование

Среди всех строительных материалов шлаковый щебень выделяется своей минимальной стоимостью. Сложно найти вещество, которое обошлось бы еще дешевле, чем этот материал. Как следствие, общая стоимость всех работ будет намного ниже, что позволит эффективнее конкурировать на рынке.

Шлаковый щебень – что это такое

Данный материал является побочным отходом сталелитейного производства. Не вдаваясь в подробности, можно привести два основных варианта «добычи» этого вещества. В первом случае используются отвалы породы, оставшиеся после обработки металла. Это просто груды камней разного размера, которые сортируются по фракциям (размерам отдельных частей) и после этого сразу готовы к использованию. Такой подход – самый дешевый. Второй вариант заключается в специальной заливке шлака на определенную поверхность, его остывании и последующем дроблении при помощи специализированной техники. Так получается немного дороже, зато вещество выходит качественнее.

Характеристики и особенности

Характеристики шлакового щебня могут варьироваться в широких пределах. Они практически полностью зависят от того, каким было изначальное сырье, а также от тех технологий, которые применялись при получении стали. Тем не менее есть ряд особенностей, которые позволяют охарактеризовать данное вещество более точно.

  • Плотность шлакового щебня выше, чем гранитного (от 2950 кг/м 3 против 2650 кг/м 3 ).
  • Поглощение воды тоже выше (у гранитного — 0,2 %, у шлакового — от 0,4 до 7,3 %).
  • Морозостойкость значительно ниже (15 циклов против 300 у гранитного).

Отдельно нужно сказать о пределе прочности на сжатие. Если у стандартного гранитного материала этот показатель составляет 120 МПа, то у шлакового щебня он же может варьироваться в очень широком диапазоне, начинаясь от 62 МПа (для пористого шлака) и заканчиваясь на 140 МПа (для медеплавильного аналога). То же самое можно сказать и о показателе дробимости. У гранитного щебня эта характеристика составляет 11 %, а показатели шлаков также отличаются. Пористый – 44 %, медеплавильный – 6 %.

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.

Итоги

Главный вывод из всего вышесказанного заключается в том, что шлаковый щебень необходимо подбирать исходя из текущих потребностей, так как его свойства слишком отличаются. То есть нужно брать именно такой материал, который обладает всеми требуемыми характеристиками. В одном случае это может быть самый простейший, пористый шлаковый щебень, а в другом подойдет только исключительно его медеплавильный аналог.