Контрольные вопросы

1. Что такое минеральные вяжущие, как они подразделяются по условиям затвердевания?

2. Что такое реакции гидратации.

3. Что такое тонкость помола вяжущего и как ее определить?

4. Как влияет тонкость помола вяжущего на его свойства.

5. Что такое сроки схватывания минеральных вяжущих и как их определить?

6. Что такое воздушная известь? По каким показателям назначается сорт извести?

7. Назовите активные составляющие извести и метод их определения.

8. Что такое негашеная известь? В чем заключается сущность гашения извести

9. Как определить скорость гашения извести?

10. Расскажите о строительном гипсе, какие требования предъявляются к нему?

11. По каким показателям маркируют гипс строительный?

12. Как определить марку гипса по прочности?

13. Как классифицируются цементы.

14. Что такое портландцемент?

15. Как определить марку портландцемента?

16. Что такое активность портландцемента?

17. Назовите основные минералы портландцементного клинкера и объясните их влияние на свойства портландцемента.

Глава 5.

Металлургические и топливные шлаки

5.1. Классификация металлургических топливных шлаков.

Металлургическими шлаками называют силикатные системы, получаемые в виде отходов при выплавке металлов. Структура и плотность шлаков зависит от химико-минералогического состава и скорости охлаждения расплава. При медленном охлаждении образуется плотная кристаллическая структура, при быстром — пористая стекловидная. Различают шлаки текущего выхода и отвальные. Отвальный шлак получается в результате слива шлакового расплава в отвал с последующей его разработкой. Он представляет собой кусковой материал с крупностью отдельных кусков до 100—150 мм, содержит посторонние примеси, а также продукты распада в виде порошкообразных включений. Классификацию шпаков черной металлургии можно проследить по экотехнологической схеме производства черных металлов (рис 5.1).

Первое место по объему и значению для строительной индустрии принадлежит доменным шлакам, получаемым в качестве неизбежного побочного продукта при выплавке чугуна из железных руд. Значительно меньшие масштабы имеет применение сталеплавильных шлаков, которые в зависимости от способа выплавки подразделяются на мартеновские, конверторные и электрс-сталеплавильные. При выплавке черных металлов образуются также ферросплавные шлаки, которые подразделяются в зависимости от элемента, добавляемого к железу для получения ферросплава: феррохром, ферросилиций, ферротитан и др. Шлаки, формируясь из пустой породы, флюсов, продуктов окисления расплава, футеровки печей, имеют сложный химический и фазовый состав. По соотношению главнейших окислов — SiО₂ , СаО , Al₂O₃ , МgО — устанавливают основность и активность шлаков.

Модуль основности определяют по отношению:

M₀= (CaO+MgO)/(SiO₂+Al₂O₃)

По M₀ шлаки подразделяются на основные M₀>1и кислые M₀<1.

Модуль активности определяют по отношению:

M_a=Al₂O₃/SiO₂

Шлаки считаются активными, если М_a> 0,25.

В некоторых случаях определяют модуль кислотности:

M₀= (SiO₂+Al₂O₃)/(CaO+MgO)

При М > 1,2 шлаки относятся к сверхкислым.

По содержанию окислов в процентах, определяющих главнейшие свойства шлаков, их подразделяют на следующие виды:

кремнистые SiO₂ > 40

глиноземистые Al₂O₃>15

известковые CaO > 50

магнезиальные МgO > 10

железистые FeO > 5

марганцевистые МgO > 5

фосфористые P₂O₅

титанистые TiO₂> 5

сернистые CaS > 5

Химические составы доменных шлаков на заводах, использующих руды одного бассейна, довольно близки (табл. 5. 1). Так, для заводов центрального района Европейской части России характерны основные шлаки с модулем основности М₀>1, сравнительно низким содержанием глинозема; они высокосернистые, маломагнезиальные, с переменным содержанием окислов марганца. Доменные шлаки предприятий Урала и Сибири, работающие на малосернистом Кузнецком коксе, имеют более, низкую основность и относятся преимущественно к кислым. 'Они содержат больше глинозема, окислов магния, меньше серы. Химический и фазовый состав сталеплавильных шлаков более сложен, чем доменных, что обусловлено наличием легирующих элементов, раскислителей, влиянием огнеупорной футеровки печей и др. факторов.

Характерной особенностью шлаков черной металлургии является неустойчивость структуры, склонность их к распаду. Структура шлака обуславливается, главным образом, его химическим составом и режимом охлаждения. Удаление доменных шлаков в виде жидких расплавов при одновременном быстром охлаждении водой или сжатым воздухом позволяет получать их преимущественно в стекловидном гранулированном состоянии. Химический и минералогический состав доменных гранулированных шлаков довольно постоянен, устойчив во времени, что гарантирует высокое качество получаемых на их основе материалов. Сталеплавильные шлаки отличаются значительными колебаниями химического состава: от ультраосновных с М₀=4 до ультракислых с М₀=0..1. Медленное охлаждение способствует практически полной кристаллизации и отсутствию в их составе стекла. Они подвержены распаду в результате перекристаллизации отдельных фаз.

Устойчивость структуры шлаков против всех видов распада характеризуется потерей массы в процентах при пропаривании проб шлакового щебня в автоклаве в течение 10 ч., и по этому показателю они делятся на группы в соответствии с табл. 5. 2.

Таблица 5.1.