Диапазон значений основных оксидов в химическом составе зол и шлаков

Материал	Пределы содержания основных оксидов, %
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	R2O	п.п.п.
Каменноугольная зола	43-62	23-25	4-6	2-5	1-3	0,2-1	До 12
Буроугольная зола	25-40	7-10	10-15	25-40	2-4	0,7-1	До 6
Металлургический шлак	36-38	10-14	0,3-0,4	34-42	6-10	1-1,3	-

Применение минеральных отходов в производстве стеновых материалов прежде всего зависит от их химического состава. В зависимости от химического состава золы и шлаки могут применяться в качестве вяжущего (полная или частичная замена) или заполнителей (крупного и мелкого) и наполнителей.

Так, золы и шлаки от сжигания бурых углей содержат значительное количество СаО, что позволяет их использовать в качестве вяжущего. Прочность зольного камня может достигать 300 Мпа, но в период твердения зольных материалов по истечении 7-10 сут происходит деструкция такого материала вследствие позднего гашения СаО в Са(ОН)₂, который по объему больше исходных продуктов. Для устранения этого недостатка такие золы 1. предварительно тонко измельчают, 2. Обрабатывают растворами кислот.

Каменноуголные золы отличается низким содержанием СаО и не проявляет вяжущих свойств, поэтому может использоваться в качестве кремнеземистого компонента вместо песка или для получения известково-зольного вяжущего.

Виды изделий:

Газо- и пенозолобетоны - зола как вяжущее или как заполнитель, в зависимости от химического состава, технолология производства аналогична технологиям производства газо и пенобетонов.

Шлакобетонные стеновые блоки – шлак гранулируют и используют как заполнитель, технология аналогична технологии производства стеновых камней на пористых заполнителях.

Золокерамические стеновые камни – каменноуголная зола используется как часть основного или топливосодержащего сырья.

Оценка свойств органических отходов

К ним прежде всего относятся отходы деревообрабатывающих производств. В производстве стеновых материалов такие отходы используют в качестве заполнителей.

Характеристиками данных отходов служат их влажность, насыпная плотность, пустотность, гранулометрический и вещественный состав, характер рН среды в водной суспензии, содержание водорастворимых редуцирующих веществ и др., что определяет технологию их переработки и применение.

Древесные заполнители получают главным образом из отходов хвойных пород (ели, пихты, сосны и др.) и реже из отходов лиственных пород (осины, березы, бука и др.). Их подвергают предварительной подготовке с целью освобождения от загрязняющих примесей и получения частиц нужной формы (дробленка, стружки, или древесная шерсть) и размеров. Кусковые отходы древесины подвергают сначала первичной и затем вторичной переработке. Первичную переработку производят с помощью рубильных машин, в результате чего получают технологическую щепу в виде ромбовидных кусков с размерами по длине волокон древесины 10 ... 40 мм. Щепа является слишком крупной и изделия с ней имеют большую пористость и низкую прочность. При вторичной переработке, которую производят с помощью молотковых мельниц (дробилок) и стружечных станков, технологическую щепу превращают в дробленку и стружку.

Дробленку (дробленую древесину), представляющую собой пластинчатые или игольчатые частицы длиной (вдоль волокон древесины) 2 ... 20 мм и толщиной до 5 мм, получают из кусковых отходов (горбылей, реек, обрезков). Предварительно, дробленку длительное время (6... 12 мес) выдерживают на складах.

Стружка не используется для производства стеновых материалов, в основном ее используют для плитных материалов – ДВП, ДСП, фибролит.

Опилки в зависимости от характера распиловки разделяют на два основных вида — опилки от поперечной и продольной распиловки. При поперечной распиловке древесины на круглопильных станках получаются более мелкие частицы, чем при продольной распиловке, и они имеют волокнистое строение. При продольной распиловке бревен на лесопильной раме получают опилки близкой к кубической форме размерами от крупных частиц 7 мм до пылевидных. Наибольшая часть опилок имеет размеры от 2 до 5 мм. Кубовидная форма частиц обусловливает высокое отношение торцевых поверхностей к боковым, вследствие чего материалы и изделия из опилок обладают повышенными водопоглощением и впитываемостью связующих веществ, так как показатели этих свойств вдоль волокон больше, чем поперек. Опилки, полученные при распиловке неокоренной древесины, содержат примеси коры, причем с увеличением размеров фракций опилок увеличивается и количество коры в них. По сравнению с другими древесными заполнителями опилки имеют некоторые преимущества. Вследствие однородного строения частиц они обладают хорошей текучестью, что важно при прессовании из них изделий. При увеличении давления прессования и температуры текучесть повышается. Однако пористость опилок (сумма пор частиц опилок и пустот между ними) составляет примерно 71 ... 75% по объему, т. е. весьма значительная. Опилки применяют для изготовления опилкобетона, гипсоопилочных блоков и др., причем, как и в других древесных заполнителях, используют отходы главным образом хвойных пород и значительно меньше — лиственных.

Влажность древесины у разных пород дерева различна, а для одной и той же породы она зависит от местоположения в стволе, от времени года, суток, от температуры и др. Значительно увлажненные отходы плохо поддаются переработке их в заполнители, например при переработке в стружку сильно увлажненной щепы частицы стружки становятся значительно разволокненными и получается стружка низкого качества.

Содержание водорастворимых редуцирующих веществ должно быть не более 2%.

Важной характеристикой древесных опилок и стружек является величина содержания в них полисахаридов, которые в щелочной среде превращаются в моносахара. Моносахара, осаждаясь в виде тонкой пленки на клинкерных минералах (алит и С₃А), предотвращают активное попадание к минералам воды, что отрицательно действует на процесс гидролиза и гидратации.

Содержание хвои в заполнителях должно быть не более 5%, а коры — не более 15% от массы абсолютно сухой древесины. Не допускаются заполнители, имеющие гнилостный запах и гнили. Гниль необходимо удалять просевом заполнителей через сито с отверстиями 1,5 ... 2 мм.

Стеновые материалы на основе древесных отходов :

Арболит (см. лекции)

Опилкобетон — это бетон для заливки в форму и опалубку. В его состав в качестве заполнителя кроме песка вводят опилки. Предназначен он для изготовления стен (по опалубке) для жилых одноэтажных домов, животноводческих ферм, гаражей, сараев, мастерских. Плотность его от 0,95 до 1,25 г/см³.

Деревобетон — то же, что опилкобетон; в качестве минерального заполнителя в нем применен вместо песка мелкозернистый гравий. Плотность его 0,95-1,2 г/см³.

Гипсоплиточный бетон — стеновые блоки размером 500х х400х250 мм, изготовленные из смеси гипса, опилок, стружки. Плотность его 0,65-0,85 г/см³.