Э. Хоботова, А. Воробьева, Ю. Калмыкова

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОМЕННЫХ ШЛАКОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШЩВ

 

Ранее [1] нами показано, что основными качественными и количественными критериями практической утилизации отвальных доменных шлаков в производстве вяжущих материалов являются: соотношение оксидов главных элементов, соответствие модульной классификации и величинам коэффициентов качества и насыщения, наличие гидравлически активных минералов, радиационная безопасность получаемого продукта. Согласно этому выбраны доменные шлаки и их отдельные фракции, которые можно считать перспективными для получения шлакощелочных вяжущих (ШЩВ), ранее они были рекомендованы для утилизации как компоненты шлакопортландцемента [1]: отвальные доменные шлаки Днепровского металлургического комбината (ДМК) и "АрселорМиттал Кривой Рог" без рассеивания на фракции, а также гранулометрические фракции: >20 мм ОАО «Запорожсталь», 2,5-5,0 мм Мариупольского металлургического комбината (ММК), >5 мм Алчевского металлургического комбината (АМК) и >10 мм "АрселорМиттал" (гранулированный шлак). Основные количественные показатели состава доменных шлаков, влияющие на их выбор в качестве компонента ШЩВ, и рекомендуемые интервалы значений показателей приведены в таблице. Наиболее целесообразно использовать основные шлаки (Мо>1) [2]. В этом случае независимо от условий твердения ШЩВ может использоваться щелочной компонент любой группы: NaOH (І группа) и содощелочной плав (СЩП) (ІІ группа). Все выбранные шлаки и фракции соответствуют этому критерию.

Согласно модулю активности Ма все выбранные образцы шлаков относятся к активным. По соотношению оксидов  практически во всех шлаках завышен рекомендуемый интервал 0,5-2,0  за исключением средней пробы шлака ДМК и фракции >20 мм «Запорожсталь». Однако при использовании средних проб шлаков ММК и «Запорожсталь» величина отношения  несколько уменьшается. При этом Ма и Мо не выходят за пределы рекомендуемых оптимумов. Таким образом, согласно данным показателям для получения ШЩВ возможно использовать отвальные доменные шлаки ММК и «Запорожсталь» без рассеивания на фракции.

Отношение оксидов глинозема шлака к оксиду натрия щелочного компонента <1, что обеспечивает максимальную активность цемента и свидетельствует о достаточном количестве щелочи для полной гидратации и взаимодействия с амфотерными оксидами: Al2O3 и Fe2O3 (Fe2O3 отсутствует в гранулированном доменном шлаке «АрселорМиттал»). Все шлаки отличаются достаточно высоким содержанием гидравлически активных минералов: бредигита, окерманита, псевдоволластонита, что указано в таблице. В таблице также приведены характеристики полученных ШЩВ, свидетельствующие о целесообразности использования отвальных доменных шлаков для получения ШЩВ, что значительно расширит сырьевую базу производства ШЩВ и их номенклатуру.

Литература:

1. Хоботова Э.Б., Калмыкова Ю.С., Федоренко Е.А. Использование доменных шлаков в производстве портландцемента // Экология производства. – 2012. – № 7. –     С. 61-66.

2. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе / Под общ. ред. В.Д. Глуховского. – Ташкент: Узбекистан, 1980. – 482 с.


Таблица  – Характеристики ШЩВ и фракций доменных шлаков, используемых для их получения

 

Шлаки

ШЩВ

Металлургич. комбинат, фракция, мм

=

=0,5-2,0 [2]

Ма= ==

=0,1-0,6 [2]

Мо

(Na2O щелочного компонента)

 

 

Массовая доля гидравли-чески активных минералов, %

Ма ==

=0,5-0,85 [2] при твердении

Rсж. (МПа) при воздушно-сухом твердении в 20 % растворе NaOH / в СЩП через интервал времени, сут.

в 20 % растворе  NaOH

в воде

7

28

90

1

ДМК,

средняя проба

1,79

0,12

1,69

28,5

0,13

2

«АрселорМиттал», гранулир.,

>10 мм /

средняя проба

3,67

0,15

9,5

 

0,15

0,165

3

«АрселорМиттал», отвальн., средняя проба

3,14

0,12

1,33

43,6

0,057

0,06

4

«Запорожсталь», >20 мм /

средняя проба

42,0

 

0,13

0,13

5

ММК, 2,5-5,0 мм /

средняя проба

33,7

 

0,14

6

АМК, >5 мм /

средняя проба

3,09

0,15

43,1

0,13

0,12