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).
Отвальный шлак
На фото изображено, как происходит процесс накопления шлака
  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/м3. Истинная плотность гранитного щебня – 2650 кг/м3.

Шлаковый щебень
На фото показано, как выглядит шлаковый щебень

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 %).

Строительный шлаковый щебень обладает одним свойством, кардинально отличающим его от известнякового, гравийного или гранитного. При использовании его для строительства дороги в течение первых 5–6 лет эксплуатации полотна он продолжает набирать прочность.

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.