А. А. Воробьева

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

АКТИВНОСТЬ ШЩВ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ОТВАЛЬНЫХ ДОМЕННЫХ ШЛАКАХ

Испытания активности шлакощелочных вяжущих (ШЩВ) при сжатии (R_cж.) проводились в сроки твердения, сут.: 7, 28 и 90. В таблице представлены результаты по испытанию активности ШЩВ, приготовленных на щелочном агенте и содощелочном плаве (СЩП). Практически для всех образцов прочность увеличивается во времени за исключением уменьшения R_cж ШЩЦ на основе шлака ДМК и СЩП, а также гранулированного шлака «АрселорМиттал» и NaOH. Ранее [1] зарегистрированы спады прочности ШЩ и других шлаковых бетонов в воздушно-сухих условиях в длительные сроки твердения.

Таблица – Активность ШЩВ

Шлак металлургич. комбината, фракция, мм	Rсж. (МПа) ШЩВ при воздушно-сухом твердении в 20 % растворе NaOH / в СЩП через интервал времени, сут.
	7	28	90
Днепровский металлургический комбинат (ДМК), средняя проба
«АрселорМиттал Кривой Рог», гранулир., >10 мм
«АрселорМиттал Кривой Рог», отвальн., средняя проба
ОАО «Запорожсталь», >20 мм
Мариупольский МК (ММК), 2,5-5,0 мм
Алчевский МК (АМК), >5 мм

ШЩВ с щелочным агентом NaOH. Сравнение R_cж. ШЩЦ, приготовленных на щелочи и различных шлаках, показывает (табл.) преимущество гранулированного шлака «АрселорМиттал». Для ШЩЦ, приготовленных на отвальных доменных шлаках, характерно более длительное нарастание прочности. Наиболее высокие прочностные характеристики показали ШЩЦ на отвальных шлаках «АрселорМиттал» (11,72 МПа) и ДМК (10,8 МПа).

ШЩВ с щелочным агентом CЩП. Из таблицы видно, что активность ШЩЦ на СЩП выше, чем при затворении NaOH, что особенно отчетливо проявляется в поздние сроки твердения. Из ШЩЦ на отвальных шлаках и NaOH только использование шлаков с наиболее низким модулем активности Мо: «АрселорМиттал» (Мо=1,33) и ДМК (Мо=1,69) способствовало нарастанию прочности ШЩЦ на 90 сутки твердения. Длительность периода упрочнения ШЩ бетонов тем больше, чем больше плотность затворяющего раствора. Прогнозируется увеличение R_cж. для ШЩЦ на СЩП в отдаленные сроки твердения по сравнению с ШЩЦ на NaOH, так как ρ_СЩП=1,185 г/см³ > ρ_NaOH =1,175 г/см³.

Тепловлажностная обработка ШЩВ изменяет кинетику твердения. Кривые временной зависимости прочности при сжатии большинства ШЩВ на воде и щелочи меняют форму от выпуклых (естественное твердение) до вогнутых (при автоклавировании), что имеет благоприятный прогноз в отдаленные сроки твердения. Согласно [1] прочность ШЩ бетонов возрастает в период до года и более. ШЩВ на основе отвальных шлаков ДМК и «АрселорМиттал» в 1 сутки твердения имеют R_cж.=9-10 МПа. Для ШЩЦ на других шлаках не отмечено существенного повышения R_cж. в начальный период твердения. В связи с этим нецелесообразно рекомендовать тепловлажностную обработку как обязательную стадию производства ШЩ бетонов.

Сравнение с литературными данными показывает, что ШЩВ на основе отвальных шлаков «АрселорМиттал», ММК, «Запорожсталь» и АМК обладают прочностными характеристиками, сравнимыми с другими ШЩВ. Цементы, полученные из гранулированного доменного шлака феррохрома, в 28-суточном возрасте характеризовались прочностью при сжатии, МПа: самостоятельное шлаковое вяжущее – 11,2; известково-шлаковый цемент – 12,3 [2]. Шлако-щелочные растворы пластичной консистенции на гранулированных доменных шлаках состава 1:3 при нормальных условиях твердения достигают прочности при сжатии 20-25 МПа. Предел прочности при сжатии отвальных основных шлаков производства литейного чугуна при затворении водой через 28 суток составлял 5-12,5 МПа [2].

Согласно [3] предел прочности на сжатие ШЩВ, полученных на гранулированном доменном шлаке, на 28 сутки должен равняться 30 МПа. Из исследованных ШЩВ наиболее приближены к данному требованию вяжущие, изготовленные на основе отвальных доменных шлаков «АрселорМиттал» и фракции 2,5-5,0 мм шлака ММК. Данные шлаки отличались наиболее высоким содержанием гидравлически активных минералов. Величина R_cж., соответственно составляет долю от нормативной величины (30 МПа): на 28 сут. – 60,5 % и 50,6 %; на 90 сут. – 95,6 % и 85,3 %.

Литература:

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

2. Будников П.П., Значко-Яворский И.Л. Гранулированные доменные шлаки и шлаковые цементы. М.: Гос. изд-во лит-ры по строит. материалам, 1953. – 223 с.

3. ДСТУ Б В. 2. 7 – 24 – 95. В’яжуче шлаколужне.