Содержание
Угольный шлак, насколько это опасно для здоровья?
Основные технические характеристики доменного шлака
При утеплении основным показателем считают теплопроводность. Согласно ГОСТу и СНиПам, коэффициент теплопроводности щебня из доменного шлака составляет 0,21 Вт/(м°С).
Для сравнения возьмём показатель теплопроводности минеральной ваты средней жёсткости. Она составляет 0,0326 Вт/(м°С). Это говорит о том, что при утеплении строительной конструкции слой шлакового щебня должен быть толще, чем слой минеральной ваты:
- Лещадность. Показатель характеризует объем гладких и угловатых элементов в наполнителе. Если наполнитель в большей массе состоит из гладких зёрен, то он снижает процент сцепления материала друг с другом, а также с раствором для связки. Показатель применим только для сыпучих материалов, каковым являются шлаковые утеплители.
- Прочность — характеризует уровень давления и механической нагрузки, максимально разрешённые на наполнитель. Шлаковые утеплители прочнее минеральной ваты, пенопласта. Благодаря своей жёсткости не являются добычей грызунов. В этом утеплитель выигрывает у минеральной ваты, пенопласта, пенополиуретана.
- Морозостойкость. Параметр характеризует количество морозных циклов, которые может выдержать наполнитель без изменения своих технических характеристик и свойств. Согласно ГОСТу, современные утеплители должны иметь показатель не менее F15 (т.е. 15 циклов). Производители любых видов утеплителей придерживаются этой нормы.
- Радиоактивность — характеризует класс излучения радиации. Существует 3 класса, в строительстве жилых зданий используется 1-ый класс, это касается утеплителей любого вида.
- Плотность. Этот параметр показывает, какова масса наполнителя на единицу объема. Шлаковые утеплители — тяжёлые утеплители. Плотность их в среднем составляет от 300 до 1000 кг/м3. Это в разы превышает плотность других утеплителей.
Для примера, плотность минеральной ваты составляет в среднем 50-125 кг/м3. Таким образом, при утеплении необходимо учитывать высокую плотность, а соответственно, и тяжёлый вес шлака.
Отдельного внимания заслуживает характеристика фракции наполнителя. Выделяют следующие уровни:
- 0*5 мм;
- 3*8 мм;
- 5*10 мм;
- 5*20 мм;
- 10*20 мм;
- 20*40мм;
- 25*60 мм;
- 40*70 мм.
В качестве утеплителя рекомендуется использовать шлак средних размеров. Очень мелкие и слишком крупные элементы не выгодны в теплоизоляции.
Топливные шлаки
После сжигания каменного угля, антрацита, бурого угля и других видов топлива остаются шлаки. Они представляют собой спекшиеся минеральные включения, всегда содержащиеся в ископаемых углях в виде примесей и сопутствующих пород. Различают шлаки от сжигания кускового топлива и шлаки, получаемые при сжигании измельченного, пылевидного топлива. Шлаки от сжигания кускового топлива
. При слоевом сжигании кускового топлива на колосниковых решетках топок образуется шлак в виде кусков неправильной формы, ноздреватого строения, черного, темно-бурого и серого цвета, различной крупности, преимущественно до 50 мм. Выход шлаков составляет около 10% массы сжигаемого топлива, а иногда и более. В ряде мест топливные шлаки скапливаются в достаточных для использования объемах. По составу топливные шлаки неоднородны. Помимо собственно шлака они содержат остатки несгоревшего или не полностью сгоревшего топлива, глинистые включения, в различной степени обожженные и т. д. Поэтому такие шлаки не всегда являются достаточно прочными и стойкими. Лучшими в этом отношении считаются шлаки от сжигания антрацита, худшими — от сжигания бурых углей. Насыпная плотность топливных шлаков до 1000 кг/м3, плотность зерен 1,5 … 2 г/см3. В качестве заполнителей топливные шлаки применяются в бетонах, предназначенных для неответственных конструкций: шлакобетонных стеновых блоков, монолитных стен в малоэтажном строительстве, гипсобетонных перегородочных плит и т. д. Они могут рассматриваться как местный дешевый материал с ограниченными возможностями применения. В шлаках, используемых для бетонов, не должно быть свободных оксидов кальция или магния. Остатки топлива не должны превышать 5 … 10% (лишь в антрацитовых шлаках иногда допускается больше). Наличие сернистых соединений может вызвать коррозию цементного камня и арматуры. Часто шлак склонен к распаду. Можно привести пример использования непроверенных шлаков для возведения шлакобетонных стен свинарника. За счет расширения шлакобетона продольных стен (первоначальная длина здания 50 м, через год 51 м) торцевые стены были сдвинуты с фундаментов. Поверхность шлакобетона покрылась трещинами. Под относительно прочным поверхностным слоем вся масса шлакобетона оказалась взрыхленной. Экспертиза обнаружила в топливном шлаке значительное содержание извести. Примесь известняка в угле обжигалась в топках при очень высокой температуре. Получилась пережженная известь, крайне медленно гасящаяся. Из-за высокой влажности при эксплуатации свинарника ока постепенно загасилась, что и вызвало увеличение объема шлакобетона. Поэтому свежие шлаки, не вылежавшие в отвалах хотя бы год, применять для бетона не рекомендуется. После выдержки шлаков в отвалах производится их обогащение отсевом мелких фракций, в которых в основном сосредоточиваются остатки топлива и других вредных примесей.
Шлаки от сжигания пылевидного топлива
. Уголь в топках тепловых электростанций сжигается в пылевидном состоянии. При этом наряду с золой образуется кусковой шлак (5 … 20% общего выхода отходов). Шлаки от сжигания пылевидного угля резко отличаются от шлаков кускового сжигания. Они представляют собой продукт спекания и оплавления наиболее легкоплавкой части золы. В большинстве случаев имеют малопористую стекловидную структуру с плотностью зерен более 1,6 г/см3. При сжигании бурых и смешанных каменных углей образуются пористые шлаки ячеистой структуры с плотностью зерен 0,5… 1,5 г/см3. Согласно ГОСТ, содержание остатков несгоревшего топлива, определяемое потерей массы при прокаливании, ограничивается величиной от 3 до 7% в зависимости от вида топлива и назначения бетона (в армированных или неармированных конструкциях). Предусмотрено испытание на морозостойкость, стойкость против силикатного и железистого распада. Ограничивается содержание сернистых и сернокислых соединений, а также свободного оксида кальция.
Плюсы и минусы шлакового утеплителя
Положительными особенностями утепления шлаковыми наполнителями являются:
- пожаростойкость;
- высокая скорость утепления;
- низкая цена;
- простота монтажа.
Отрицательные моменты также имеют место быть. Среди них:
- тяжелый вес утеплителя. На сегодня шлаковые утеплителя — это самые тяжелые утеплители. Их использование требует хорошего фундамента (если утепляются стены), прочных конструкций (при утеплении пола, потолка).
- некоторые наполнители впитывают влагу, поэтому утеплитель должен быть хорошо влагоизолирован.
Экологичность шлака
Пористая структура шлака хорошо удерживает тепло
Рассматриваемый материал — отходы производства. Понимание, вреден ли шлак в качестве утеплителя, важно уже в начале проектирования дома.
Технология утепления и места использования засыпки не предусматривают прямого контакта с человеком. Пыль и газообразные выделения не проникают в комнаты, поэтому нанести вред здоровью не в состоянии.
При покупке нужно требовать сертификат безопасности. Некоторые шлаки излучают радиоактивный фон.
Преимущества и отрицательные стороны
Несмотря на разницу в технических характеристиках все виды шлаков как утеплители имеют сходные положительные качества.
Структура материала накладывает ограничения на применение. Высокий удельный вес учитывают при проектировании несущих конструкций.
Шлаки менее эффективны относительно современных специализированных изделий для теплоизоляции — пенопласта, пеноизола, минеральных плит и др.
Отходы производств не применяют для утепления поверхностей, подверженных воздействию осадков, либо выполняют поверх засыпки бетонные стяжки для защиты от переувлажнения. Мокрый шлак теряет свойства изолятора.
Металлургический тип подвержен ржавчине в условиях повышенной влажности.
Промышленные виды утеплителя скрывают стяжкой или засыпают в пустоты кирпичной кладки для предотвращения попадания вредных веществ в воздух жилых помещений.
Технология утепления строительных конструкций
Теплотехнические расчёты и инструментальные замеры показывают, что 5 – 10 % тепла уходит из жилья через пол и грунт, 20 -30 % через стены и столько же через чердачные перекрытия и крышу. Для этих строительных конструкций можно использовать утеплитель шлак.
Последовательность работы по улучшению теплоизолирующих характеристик для пола, потолка, стен различаются.
Утепление пола
Слой шлака заливается бетонной стяжкой
В зависимости от конструкции жилища утепление пола шлаком в частных домах проводят по-разному. Если в весенний период и после сильных дождей в подполе, подвале появляется вода, обязательно делают гидроизоляцию.
Краткая инструкция по утеплению земляного пола:
- Поверхность освобождают от мусора, выравнивают, при необходимости трамбуют.
- Обустраивают гидроизоляцию, для чего засыпают пол глиной, растворённой в воде, и тщательно перемешанной до состояния теста. Другой вариант: расстилают слой гидроизоляционного рулонного материала, стыки проклеивают мастикой.
- Аккуратно насыпают слой утеплителя необходимой величины — чем толще, тем лучше. Для большинства регионов достаточно подсыпать 15 – 20 см.
- Насыпают 5 см песка, трамбуют.
- Заливают цементно-песчаную стяжку (ЦПС) 5 – 10 см.
Если высота потолков в подвале не позволяет обустраивать такой «пирог», можно залить пол бетоном, используя в качестве наполнителя шлак. До заливки устраивают песчаную подушку, которую проливают водой и трамбуют.
Последовательность работ простая:
- Убирают мусор, грязь, пыль.
- Трещины и технологические отверстия заделывают цементным раствором.
- Плиту обрабатывают антисептиком для предотвращения возникновения плесени и грибка.
- Укрывают поверхность слоем пароизоляционной плёнки (мембраны), которая не допустит проникновения паров из подвала, но даст влаге испариться в подпольное помещение. В домах с сухими подвалами пароизоляция не нужна.
- Поверх слоя теплоизолятора выполняют ЦПС.
- После высыхания проводят отделку финишными материалами (ламинат, ДСП, линолеум).
Технология утепления шлаком
- Подготовка помещения чердака.
- Монтаж пароизоляционного материала на потолок со стороны чердачного помещения.
- Обработка пароизоляционного материала раствором глины.
- Утепление потолка. Засыпка шлака происходит слоем от 15 до 20 см.
- Устройство бетонной стяжки. Толщина стяжки составляет от 2 до 3 см.
- Монтаж досок сверху бетонной стяжки после ее полного высыхания.
Утепление шлаком потолка бани и его стен нередко применяется на практике.
Виды материала
Из отходов металлургических производств и энергетической отрасли получают следующие виды утеплителя:
- доменный;
- металлургический;
- топливный и каменноугольный.
Разные виды используют для утепления конструктивных элементов дома.
Доменный
Материал получают при выплавлении чугуна. В состав входят остатки горной породы, флюсов и зола топлива. Куски очень пористые, материал сыпучий.
В частном строительстве мелкая (более тяжёлая) фракция идёт на засыпки полостей в стенах или под стяжку бетонных полов. Крупная фракция — лёгкая по массе — пригодна для засыпки чердачных перекрытий.
Этот вид сырья идёт на изготовление шлаковых теплоизоляционных материалов.
Наиболее пригодна для утепления шлаковая пемза, обладающая хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Она же идёт в наполнитель для шлакоблоков.
Металлургический
Металлургический шлак может создавать избыточную нагрузку на фундамент
К этому типу чаще относят отходы никеле- и медеплавильных заводов, сталелитейных комбинатов.
Материал представляет собой спёкшиеся куски различных фракций. В них много окислов металлов из-за чего масса состава велика.
Топливный
Сырьём для изготовления служат остатки сгоревших в котельных мазута и каменного угля. Фракция и свойства зависят от типа сжигания (камерное или слоевое).
Остатки топлива гигроскопичны, поэтому перед засыпкой должен быть высушен в течение минимум 2 месяцев без воздействия осадков.
Применяется для засыпки полостей в стенах из кирпича или под бетонную стяжку на полу и перекрытиях.
Каменноугольный
Каменноугольный шлак образуется в результате сжигания угля и протекании высокотемпературных реакций с неорганическими компонентами, входящих в его состав. Отличается высокой прочностью, так как содержание золы составляет до 4%. Количество несгоревшего топлива составляет до 20%, в зависимости от способа сжигания и химического состава.
Особенностями каменноугольных шлаков являются:
- объёмная часть кристаллической фазы до 80%;
- типы оксидов в гранулах: алюминиевые, кремниевые, кальциевые;
- по химсоставу бывают сверхкислыми, основными и кислыми.
Разновидности шлака
Металлургические
Подразделяются на шлаки цветной и чёрной металлургии. К шлакам чёрной металлургии относятся:
Шлаки цветной металлургии: к ним относятся отходы медеплавильного, никелевого, свинцового и цинкового производства.
Фосфорные
Получаются как отходы производства фосфорных удобрений. Используются в производстве пемзы или минеральной ваты. В качестве присадки к цементам добавляют, только если бетонные изделия из такого цемента проходят стадию высокотемпературного пропаривания.
Зольные
Представляют собой остаток от сжигания твёрдого угля и горючих сланцев. В жилищном строительстве практического применения не находят из-за высокого содержания в них радионуклидов, но могут применяться при производстве тротуарной плитки или если применяются как наполнители для асфальтовых смесей, где возможное образования пыли будет связываться смолистыми фракциями. Имеет значение ещё и метод охлаждения этих шлаков сразу после их образования: если охлаждение происходило водой, то есть быстро, образуется стекловидная структура, которая более стойкая, чем микрозернистая, получаемая при медленном, естественном остывании.
Основные производители утеплителя
Один из производителей шлаковой продукции является «Торговый дом УСК». Эта компания также и реализует утеплитель, выполняет доставку.
Алексинский керамзитовый завод занимается производством и продажей шлака, специализируется большей частью по продаже керамзита. Зачастую реализацией шлака занимаются угольные и металлургические компании, т. к. шлак является отходом производственных процессов и участием этих продуктов.
Таким образом, утепление шлаком имеет много преимуществ. Это недорогой вид утепления, доступный для осуществления своими руками. Материал представлен на рынке, покупка и доставка шлакового утеплителя налажена во многих регионах страны.
Обладая высокими показателями теплопроводности, утепление шлаковыми наполнителями сокращает расходы на строительство за счёт уменьшения основного материала при возведении стен. Этот доступный способ утепления помещений зарекомендовал себя на протяжении многих лет.
Можно ли утеплять потолок шлаком?
В качестве насыпного утеплителя иногда используют шлак. Этот материал недорогой, грызуны его не трогают, он не гниет и весьма прочен. Когда-то шлак использовали так же часто, как глину или опилки, но сейчас это делать не рекомендуется. Недостатков у шлака все-таки больше, чем достоинств: он имеет неровную поверхность, поэтому утрамбовывать его труднее, весит он больше, чем керамзит или опилки, а теплоизоляционные свойства, по сравнению с другими материалами, совсем невысокие. Особо стоит отметить, что промышленный шлак вообще нельзя использовать для жилых помещений, поскольку он выделяет вредные вещества.
Преимущества и недостатки утепления шлаком
Использовать шлак для утепления пола выгодно благодаря следующим его преимуществам:
- обеспечивается оптимальный воздухообмен в уложенном слое за счёт наличия небольших зазоров между гранулами;
- возможность эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью и температурой;
- простая технология укладки;
- низкая стоимость материала;
- не подверженность воздействию грызунов, появлению плесени и грибка;
- минимальные требования к ровности утепляемого основания;
- широкий выбор размеров зёрен;
- минимум инструментов для укладки утеплителя.
Однако, у данного материала для теплоизоляции есть и недостатки:
- высокая плотность шлака для утепления предъявляет высокие требования к прочности несущих конструкций, включая и фундамент объекта по причине высоких нагрузок;
- относительно невысокая эффективность изоляции, по сравнению с аналогичными материалами с аналогичным коэффициентом теплопроводности, толщиной слоя и массы;
- поверхности гранул неровные, вследствие чего сложно обеспечить равномерность изоляции;
- некоторые компоненты могут быть подвержены ржавлению или накоплению влаги.
То есть, прежде чем выполнить утепление пола шлаком, плюсы и минусы необходимо оценить применительно к конкретным техническим условиям монтажа, особенностям эксплуатации и требованиям к сроку службы материала.
Рекомендации по термоизоляции
В процессе утепления напольного основания необходимо учитывать несколько важных нюансов. От них в дальнейшем будет зависеть микроклимат в помещении в любое время года:
- Высота термоизолирующего слоя должна определяться нагрузкой на покрытие: чем больше нагрузка – тем толще слой наполнителя;
- В процессе теплоизоляции бетонного основания желательно использовать армирующую сетку, чтобы улучшить прочностные характеристики финишной стяжки;
- Шлак желательно укладывать на гидроизолирующие материалы, поскольку при намокании теплопроводность термоизолятора резко возрастает;
- При утеплении деревянных покрытий наполнитель засыпается таким образом, чтобы между ним и чистовыми досками оставался небольшой воздушный зазор хотя бы в 4-5 мм;
- Чтобы исключить возможность попадания влаги на теплоизолятор, непременно накрывайте его пародиффузионной мембраной.
Разновидности строительного шлака
Шлак обладает малым весом и хорошими теплосберегающими характеристиками Обязательно ли утеплять полы? Теплоизоляция играет роль некого буфера, предотвращающего теплообмен между помещением и холодным фундаментом или подвальным помещением. Конструкции с хорошими теплоизоляторами существенно повышают термическую сопротивляемость напольного покрытия. Это, в свою очередь, позволяет сохранить тепло внутри помещения и сэкономить на отоплении.
Возможно ли утепление пола в частном доме шлаком? Шлак – один из самых популярных видов теплоизолирующих материалов, который применяют для утепления покрытий в частных домах и на первых этажах многоэтажек. Сыпучий наполнитель обладает весьма неплохими потребительскими качествами, поэтому пользуется спросом до сих пор.
Какой шлак применяют для термоизоляции? Существует несколько основных видов термоизоляционного наполнителя, который применяют для утепления пола, а именно:
- доменный;
- металлургический;
- топливный;
- каменноугольный.
Каждый из теплоизоляторов обладает своими недостатками и преимуществами, поэтому рассмотрим технические особенности шлаковых наполнителей более детально.
Доменный наполнитель
Доменный шлак получается при выплавке чугуна Доменный шлак – сыпучий материал, который получают после выплавки чугунных изделий. С давних пор его применяют для создания портландцемента, что позволяет существенно улучшить эксплуатационные качества раствора. В состав доменного наполнителя входят такие компоненты, как:
- сера;
- оксиды магния;
- марганец;
- железо.
По своему составу материал очень схож с цементной смесью. Кроме того, при стремительном охлаждении он приобретает гидравлическую активность.
Технология и материалы для утепления деревянных полов
Различают несколько видов доменных наполнителей:
- Сталеплавильный. После охлаждения материал приобретает кристаллическую структуру, поэтому практически не гранулируется;
- Мартеновский. Плотность такого шлака может достигать 140-150 МПа, что влияет на морозостойкость сыпучего теплоизолятора;
- Чугунный. Получают из литейного чугуна, после чего гранулируют с помощью стремительного охлаждения.
Металлургический наполнитель
Металлургический шлак изготавливается из никелевых и медеплавильных составов. Этот вид наполнителя применяется для утепления пола, хотя и косвенно. Из прочного материала при высокотемпературном разогреве вытягивают волокна для производства минеральной ваты. Теплоизоляторы первого сорта обладают коэффициентом качества в 1.65, второго – 1.45, а третьего – 1.2.
В сфере строительства достаточно широкое распространение получили так называемые «шлакокристаллы». Данный вид материала используют для отделки пола и фасадов зданий. За счет нанесения прочного и долговечного состава существенно увеличивается срок эксплуатации покрытий.
Каменноугольный наполнитель
Крупнозернистый шлак применяют для утепления стеновых панелей
Каменноугольный шлак, смешанный с вяжущим веществом, образуется весьма прочный и надежный блок шлакобетона. Он обладает лучшими теплоизоляционными показателям, чем кирпич, но при этом стоит в разы дешевле. В процессе изготовления строительных блоков используют топливные расплавы, которые в процессе сжигания антрацита образуют высокопрочный агломерат.
В состав шлакобетона не входят различные примеси типа глины, золы, песка и других материалов. Это обеспечивает шлакобетону отменные термоизоляционные качества. Крупнозернистые блоки применяют для утепления стеновых панелей снаружи здания, а мелкозернистые – для утепления пола и стен внутри дома.
Топливный наполнитель
Топливный сыпучий материал активно используют для утепления деревянных полов в частных домах и квартирах. Особое внимание в процессе выбора топливного шлака уделяется качеству, которое зависит от процента содержания примесей. Чем меньше в наполнителе примесей – тем лучше он сохраняет тепло. Почему? Любые примеси, такие как несгоревший уголь или зола имеют высокую теплопроводность, что негативно сказывается на термоизоляционных характеристиках шлакового наполнителя.
Топливный теплоизолятор не только уменьшает теплопотери в помещении, но и существенно снижает уровень шумов. С помощью данного материала можно:
- осуществлять термо- и шумоизоляцию;
- выравнивать напольное основание;
- шлакобетоном можно заменить кирпич при строительстве зданий.
Стоит отметить, что многие застройщики для улучшения термоизоляции пола и стеновых панелей используют свежий шлак. Такой материал содержит немало примесей, поэтому он практически не препятствует теплопотерям в помещении, что стоит учитывать. Предварительно свежий наполнитель необходимо уложить в штробы и выдержать в таком состоянии не менее 3 месяцев. Благодаря поливу дождя и долговременной выдержке теплоизолятор освобождается от известняковых примесей и серы.
Применение промышленных наливных полов
Критерии выбора шлаковаты
Выбирая шлаковату, следует, прежде всего, обратить внимание на материал от известных производителей, который имеет хорошие отзывы. Ни в коем случае не покупайте утеплитель от малоизвестных брендов в сомнительных точках продажи, где вам не могут предоставить на товар весь перечень документов, сертификатов и лицензий. Кроме того, учитывайте такие рекомендации:
- Самые качественные минеральные волокнистые утеплители предлагают немецкие производители. Только у них самые придирчивые органы сертификации, которые не выпустят на рынок некачественный или потенциально опасный товар.
- Уточните у продавца, в каком направлении располагаются волокна теплоизолятора. При вертикальном расположении шлаковата будет хорошо хранить тепло и поглощать звук. При хаотичном — будет более прочной и выдерживать динамическую нагрузку.
- Проверьте ГОСТ изделия на упаковке, если шлаковата отечественного производства. Его наличие гарантирует качество продукции.
- Подбирайте материал, который оптимально подойдет под ваши нужды. Плотность шлаковаты может быть разной, а от этого зависит сфера ее использования. Плотность 75 килограммов на кубометр подходит для утепления кровли, чердаков. Материал с плотностью 125 кг/м3 применяется на полу, потолках, внутренних стенах.
Цена и производители шлаковаты
Многие крупные производители минеральных утеплителей постепенно отказываются от изготовления шлаковаты. Те же, которые до сих пор ее выпускают, имеют ограниченный ассортимент. Достойны внимания такие отечественные производители этого утеплителя: ЗАО «Минвата», ООО «, ООО «Комбинат Теплоизоляционных изделий». Кроме того, местные представительства крупных брендов, таких как Rockwool, Isoroc, выпускают серии теплоизоляторов технического предназначения на основе доменного шлака. Цена шлаковаты составляет около 500 рублей за упаковку.
Краткая инструкция по монтажу шлаковаты
Учитывая то, что этот утеплитель может критически реагировать на воздействие влаги, его не рекомендовано устанавливать на фасад здания. Также не стоит крепить шлаковату на металлический каркас. Если вы планируете утеплять вертикальные или наклонные поверхности, то используйте деревянную обрешетку. Схема монтажа теплоизолятора такая:
- Подготавливаем деревянные брусья размером 50х50 или 50х100 миллиметров. Толщину и ширину подбираем с учетом ширины утеплителя.
- Крепим на поверхность гидроизоляцию, используя строительные скобы, с нахлестом в 10 сантиметров.
- Чтобы не кроить лишний раз шлаковату и не поднимать вредную пыль из микрочастиц волокон, рекомендовано устанавливать обрешетку с шагом под ширину мата. Обычно это около 50 сантиметров.
- Плиты должны плотно входить в отверстия между соседними брусьями и укладываться встык.
- Дополнительного крепления утеплитель не требует.
- Сверху шлаковаты укладываем пароизолятор. Его крепим также внахлест и проклеиваем стыки специальным скотчем.
Сверху такой конструкции можно устанавливать дополнительную обрешетку для дальнейшей обшивки стены. В процессе работы следите, чтобы шлаковата не соприкасалась с металлическими элементами. Также нужно быть внимательными и не допускать открытых участков утеплителя. Во-первых, он может намокнуть. Во-вторых, шлаковата пылит и будет создавать неблагоприятный микроклимат в помещении. Смотрите видео о производстве каменной ваты:
Внутреннее утепление дома с помощью шлака
Все работы по утеплению дома начинают в период внутренней отделки всех жилых помещений. Подшивной потолок в чердачном перекрытии покрывается паробарьером, затем укладывают слой доменного шлака. Слой уложенного утеплителя должен соответствовать по толщине 250 мм минеральной ваты. Сверху слоя теплоизоляции укладывают цементную стяжку толщиной в 30 мм
Для проведения всех необходимых работ готовят следующие инструменты:
Схема утепления крыши дома.
- дрель;
- молоток;
- клей;
- гвозди;
- клей УПК;
- зубило;
- шпатель;
- ножовка по дереву;
- саморезы;
- линейка;
- карандаш;
- ножницы.
Необходимы такие материалы, как:
- утеплитель;
- бруски;
- антисептик;
- толь;
- пароизоляция;
- доски;
- анкер;
- гвозди (20 мм);
- алюминиевая фольга.
В бане часто производят теплоизоляцию при помощи доменного шлака. Для уничтожения канцерогенных свойств его выдерживают около 1 года на открытых площадках. В бревенчатой бане в первую очередь необходимо обшить потолок досками толщиной от 6 см. По накату прокладывают пароизоляцию, которая состоит из алюминиевой фольги. Поверх пароизоляции требуется уложить слой мягкой глины. Следующий этап – укладывают утеплитель. Слой шлака должен быть толщиной не менее 15 см, необходимо контролировать правильность утепления прохода дымовой трубы. Цементно-песчаная стяжка покрывает уложенный слой утеплителя, но, поскольку утеплитель в виде доменного шлака очень плотный, укладывают доски. Возможен иной вариант утепления. Формируется сплошной потолок из доски 2,5, который подшивается к балке 20х20 см, все доски обрабатывают олифой. Балки покрывают досками, имеющими щели. Поверх них наклеивают рубероид или армированную фольгу. Верх «пирога» покрывают утеплителем из шлака толщиной 20 см. Такая конструкция потолка более всего подходит в условиях работы русской бани. Наибольшую эффективность можно достигнуть при слое шлака выше 40 см.
Весь процесс утепления пола и потолка в деревянном доме или бане с применением шлака занимает немного времени, но результат от проделанной работы приятно удивит и порадует, создаст гарантию надежного теплого дома.
Угольный шлак, насколько это опасно для здоровья?
В соответствии со ст. 8.2 КоАП РФ, несоблюдение экологических и санитарно-эпидемиологических требований при сборе, накоплении, использовании, обезвреживании, транспортировании, размещении и ином обращении с отходами производства и потребления, веществами, разрушающими озоновый слой, или иными опасными веществами, влечет наложение административного штрафа: на граждан — от 1 000 до 2 000 руб.; на должностных лиц — от 10 000 до 30 000 руб.; на индивидуальных предпринимателей — от 30 000 до 50 000 руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток; на юридических лиц — от 100 000 до 250 000 руб. или административное приостановление деятельности на срок до 90 суток. Золошлаковые отходы, прошедшие обезвреживание, обработку, переработку и получившие сертификат соответствия природоохранным и санитарно-гигиеническим требованиям, пригодны для получения вторичной продукции (о чем я Вам написала в первом ответе) Из золошлаковых отходов, пригодных для получения вторичной продукции, изготавливают золошлаковые материалы, на которые может быть получен сертификат соответствия требованиям технических регламентов, стандартов, сводов правил и международных договоров для целей дальнейшего использования в хозяйственном обороте (ГОСТ Р 54098-2010). Золошлаковые отходы подлежат сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, хранению и захоронению, условия и способы которых должны быть безопасными для здоровья населения и среды обитания и которые должны осуществляться в соответствии с СанПиН 2.1. 7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления» и иными нормативными правовыми актами РФ. Золошлаковые отходы можно хранить навалом, насыпью, в виде гряд. При хранении отходов на открытых промплощадках должны соблюдаться следующие условия (СанПиН 2.1. 7.1322-03): временные склады и открытые площадки должны располагаться с подветренной стороны по отношению к жилой застройке; по периметру площадки должны быть предусмотрены обваловка и обособленная сеть ливнестоков. Самый основной закон в данной ситуации- «»Закон о защите окружающей среды». Также можете ознакомиться с Требованиями к эксплуатации золошлакоотвалов, которые регламентированы СО 34.27.509-2005 «Типовая инструкция по эксплуатации золошлакоотвалов» .
Сколько понадобится утеплителя
При столь высоком коэффициенте теплопроводности – большое 0,1 Вт/м2С рекомендуется использовать слой не тоньше 30 см, но лучше 40 – 50 см.
- Керамзит или шлак засыпается из грузовика под пол – под деревянные лаги.
- Керамзит можно засыпать на утрамбованный щебнем грунт (полы по грунту) и сделать сверху стяжку.
Применить их на чердачном перекрытии все же проблематично – оптимальный слой по экономической целесообразности – 40 см, но десятки тон нужно поднять на уровень перекрытия. Также возникает вопрос — выдержат ли перекрытия?, а так же – ни лишняя ли это нагрузка на фундамент?
Но зато щепа или солома, пусть и не столь долговечные, но отделенные от жилья пароизолятором, будут там не плохо смотреться, если сверху организовать помост для передвижения…
Технология термоизоляции пола
Пример утепления бетонного пола шлаком крупной фракции
Чтобы сделать качественное утепление напольного основания, предварительно его следует подготовить. Таким образом, на этапе засыпки гранулированного термоизолятора не возникнет никаких осложнений:
- При утеплении деревянного основания необходимо осуществить ревизию несущих деталей конструкции и заменить деформированные или прогнившие лаги;
- Затем следует обработать деревянные части конструкции антисептическими средствами;
- Чтобы предотвратить скопление конденсата под полом, перед монтажом сыпучего наполнителя укладывают пароизолятор (рубероид, полиэтиленовая пленка, Пенофол).
Процесс утепления напольного основания шлаком зависит от того, из каких материалов изготовлен сам пол. Чтобы учесть все нюансы теплоизоляции, рассмотрим каждый из вариантов подробнее.
Теплоизоляция деревянного основания
Как уложить шлак на деревянные полы? Чтобы осуществить качественную термоизоляцию покрытия, необходимо проделать следующее:
- Демонтировать старые половицы;
- Заменить прогнившие детали деревянного перекрытия;
- Снизу под лагами закрепить доски;
- Гидроизолировать основание полиэтиленом или рубероидом;
- Засыпать шлак в секции между лагами;
- Укрыть наполнитель полиэтиленовой пленкой;
- Осуществить укладку финишного покрытия.
Теплоизоляция бетонного основания
Шлак имеет малый удельный вес и может использоваться для утепления чердаков
Теплоизоляция бетонного пола производится только в тех случаях, если есть возможность приподнять напольное основание на 15, а то и 20 см. Каков порядок работы?
- Старое покрытие демонтируют, а бетонное основание зачищают;
- Загрунтованный пол гидроизолируют пленкой;
- По периметру комнаты монтируют маячки;
- Засыпают шлак, после чего тщательно разравнивают;
- Для лучшего сцепления с основанием шлаковые гранулы обрабатывают цементным составом;
- После засыпки утеплителя делают финишную бетонную стяжку.
Не допустить намокания
Это пористые, паропроницаемые утеплители, весь пар проходящий через них будет конденсироваться внутри их слоя в точке росы. Чтобы ее убрать, нужно делать вентиляцию с одной стороны, а с другой недопустить поступления пара. Поэтому от источника пара утеплитель отделяется паробарьером.
В полах на лагах утеплитель от грунта отделяется сплошной двойной рубероидной настилкой – обычная пароизоляция под домом. Сначала на утрамбованный грунт накатывают рубероид с проклейкой стыков и наворотом на цоколь. Теперь влажность утеплителя будет всегда как и в доме.
На чердачном перекрытии тоже самое – сначала кладется полипропиленовый пароизолятор на перекрытие, а сверху на него — утеплитель.
Недопущение продувки воздухом
Шлак, керамзит, солома – крупнопористые материалы. Через них свободно движется воздух. Внутри них могут возникать конвекционные потоки, которые сведут на нет все утепление. Чтобы этому воспрепятствовать утеплитель должен быть накрыт пародиффузионным слоем – специальной мембраной, но чаще просто плотной бумагой, лучше перфорированной (прокатанной игольчатым валиком) и просыпаной тонким слоем песка для сохранности.
Не сложные схемы утепление полов и чердака с помощью керамзита или шлака или соломы можно претворить в жизнь и своими руками в домашних условиях, был бы материал…
Использование шлака в качестве утеплителя для частного дома
Применение местных материалов снижает стоимость строительства частных домов. Утепление шлаком улучшает энергоэффективность жилища и уменьшает затраты на отопление зимой и кондиционирование летом. Шлаки разных типов отличаются по свойствам. Это учитывают в проекте и при строительстве.
Экологичность шлака
Рассматриваемый материал — отходы производства. Понимание, вреден ли шлак в качестве утеплителя, важно уже в начале проектирования дома.
Технология утепления и места использования засыпки не предусматривают прямого контакта с человеком. Пыль и газообразные выделения не проникают в комнаты, поэтому нанести вред здоровью не в состоянии.
При покупке нужно требовать сертификат безопасности. Некоторые шлаки излучают радиоактивный фон.
Виды материала
Из отходов металлургических производств и энергетической отрасли получают следующие виды утеплителя:
- доменный;
- металлургический;
- топливный и каменноугольный.
Разные виды используют для утепления конструктивных элементов дома.
Доменный
Материал получают при выплавлении чугуна. В состав входят остатки горной породы, флюсов и зола топлива. Куски очень пористые, материал сыпучий.
В частном строительстве мелкая (более тяжёлая) фракция идёт на засыпки полостей в стенах или под стяжку бетонных полов. Крупная фракция — лёгкая по массе — пригодна для засыпки чердачных перекрытий.
Этот вид сырья идёт на изготовление шлаковых теплоизоляционных материалов.
Наиболее пригодна для утепления шлаковая пемза, обладающая хорошими тепло- и звукоизолирующими свойствами. Она же идёт в наполнитель для шлакоблоков.
Металлургический
К этому типу чаще относят отходы никеле- и медеплавильных заводов, сталелитейных комбинатов.
Материал представляет собой спёкшиеся куски различных фракций. В них много окислов металлов из-за чего масса состава велика.
Металлургические отходы больше пригодны для отсыпок дорожек, стоянок автотранспорта. Большой удельный вес и излишняя теплопроводность ограничивают применение материала для утепления, создавая большую нагрузку на фундамент и строительные конструкции.
Топливный
Сырьём для изготовления служат остатки сгоревших в котельных мазута и каменного угля. Фракция и свойства зависят от типа сжигания (камерное или слоевое).
Остатки топлива гигроскопичны, поэтому перед засыпкой должен быть высушен в течение минимум 2 месяцев без воздействия осадков.
Применяется для засыпки полостей в стенах из кирпича или под бетонную стяжку на полу и перекрытиях.
Преимущества и отрицательные стороны
Несмотря на разницу в технических характеристиках все виды шлаков как утеплители имеют сходные положительные качества.
- простотой использования;
- низкой стоимостью;
- оптимальным воздухообменом;
- стойкостью к гниению, образованию грибка, распространению плесени;
- возможностью использования в любых помещениях;
- механической прочностью и химической нейтральностью;
- недоступностью к повреждению грызунами и насекомыми;
- хорошими показателями теплопроводности по сравнению с монолитным бетоном или кирпичом;
- неограниченным временем использования при соблюдении технологии монтажа;
- пожаробезопасностью.
Структура материала накладывает ограничения на применение. Высокий удельный вес учитывают при проектировании несущих конструкций.
Шлаки менее эффективны относительно современных специализированных изделий для теплоизоляции — пенопласта, пеноизола, минеральных плит и др.
Отходы производств не применяют для утепления поверхностей, подверженных воздействию осадков, либо выполняют поверх засыпки бетонные стяжки для защиты от переувлажнения. Мокрый шлак теряет свойства изолятора.
Металлургический тип подвержен ржавчине в условиях повышенной влажности.
Промышленные виды утеплителя скрывают стяжкой или засыпают в пустоты кирпичной кладки для предотвращения попадания вредных веществ в воздух жилых помещений.
Технические характеристики
Параметры разных видов засыпки для сравнения собраны в таблицу. Данные усреднённые, но достаточные для правильных расчётов массы и эффекта от утепления.
Вид шлака | Удельный вес, кг/м3 | Теплопроводность, Вт/(м*С) |
Доменный | 360 – 1000 в зависимости от фракции | 0,12 – 0,18 |
Котельный, каменноугольный | 750 | 0,24 – 0,32 |
Топливный | 1000 | 0,25 |
Металлургический | От 1000 | 0,35 -0,4 |
Теплопроводность полнотелого силикатного кирпича составляет 0,81 Вт/(м*С). Таким образом, слой каменноугольного шлака толщиной 20 см по свойствам утепления примерно равен кладке в 2 кирпича (51 см). Учитывая разницу в цене, застройщик значительно снижает расходы на материалы.
Технология утепления строительных конструкций
Теплотехнические расчёты и инструментальные замеры показывают, что 5 – 10 % тепла уходит из жилья через пол и грунт, 20 -30 % через стены и столько же через чердачные перекрытия и крышу. Для этих строительных конструкций можно использовать утеплитель шлак.
Последовательность работы по улучшению теплоизолирующих характеристик для пола, потолка, стен различаются.
Утепление пола
В зависимости от конструкции жилища утепление пола шлаком в частных домах проводят по-разному. Если в весенний период и после сильных дождей в подполе, подвале появляется вода, обязательно делают гидроизоляцию.
Краткая инструкция по утеплению земляного пола:
- Поверхность освобождают от мусора, выравнивают, при необходимости трамбуют.
- Обустраивают гидроизоляцию, для чего засыпают пол глиной, растворённой в воде, и тщательно перемешанной до состояния теста. Другой вариант: расстилают слой гидроизоляционного рулонного материала, стыки проклеивают мастикой.
- Аккуратно насыпают слой утеплителя необходимой величины — чем толще, тем лучше. Для большинства регионов достаточно подсыпать 15 – 20 см.
- Насыпают 5 см песка, трамбуют.
- Заливают цементно-песчаную стяжку (ЦПС) 5 – 10 см.
Если высота потолков в подвале не позволяет обустраивать такой «пирог», можно залить пол бетоном, используя в качестве наполнителя шлак. До заливки устраивают песчаную подушку, которую проливают водой и трамбуют.
Последовательность работ простая:
- Убирают мусор, грязь, пыль.
- Трещины и технологические отверстия заделывают цементным раствором.
- Плиту обрабатывают антисептиком для предотвращения возникновения плесени и грибка.
- Укрывают поверхность слоем пароизоляционной плёнки (мембраны), которая не допустит проникновения паров из подвала, но даст влаге испариться в подпольное помещение. В домах с сухими подвалами пароизоляция не нужна.
- Поверх слоя теплоизолятора выполняют ЦПС.
- После высыхания проводят отделку финишными материалами (ламинат, ДСП, линолеум).
Для утепления деревянных полов проводят демонтаж верхнего слоя. Между лагами укладывают гидроизоляцию, поверх которой засыпают шлак. По верхней поверхности лаг прибивают пароизоляцию и контробрешётку. Толщина реек 1 – 2 см. Между насыпкой и настилом образует прослойка воздуха, что предотвратит образование плесени и грибка.
Теплоизоляция потолка
Технологически работа по утеплению пола и потолка не отличаются.
Перед тем как утеплить шлаком потолок, нужно провести расчеты, чтобы не придать конструкциям излишнюю нагрузку. Для этого надо узнать несущую способность плит перекрытия и сравнить её с массой засыпки.
Шлак как утеплитель потолка имеет те же плюсы и минусы, как и при использовании в других строительных конструкциях.
Высота нежилого чердака позволяет насыпать слой любой необходимой толщины (с учётом характеристик плит). Утеплитель сохранит свойства на протяжении всего срока эксплуатации дома.
Чтобы шлак для утепления потолков сохранил свойства, на него не должны попадать осадки. Слуховое окно нельзя закрывать наглухо — это поможет влаге своевременно испариться.
- Плиты перекрытия покрывают слоем гидроизоляции.
- Засыпают нужное количество засыпки.
- Обустраивают бетонную стяжку толщиной 10 – 15 см, соблюдая уклон для слива воды во время осадков.
- Проводят гидроизоляцию рулонными материалами.
Чтобы покрытие прослужило долго, соблюдают инструкции производителей строительных материалов.
Утепление пустотелых стен
Утепление стен шлаком не требует специальных приготовлений. Между внешними и внутренними слоями кирпича по мере постройки стены засыпают любой шлак. Лучше выбирать пористый материал средней фракции. Такие характеристики сделаю дом теплее, между кусками засыпки не будет пустот.
Утепление домов методом засыпки не требует специальных навыков и приобретения дорогостоящего оборудования. В населённых пунктах, где материал является отходом местных производств, теплоизоляция им окажется самым дешёвым и простым вариантом.
Гранулированный шлак. Его получение. Применение граншлака в строительстве, сельском хозяйстве.
Производство цемента из доменных шлаков основано на том, что по своему химическому составу эти шлаки, в особенности основные (богатые окисью кальция), близки к составу обыкновенного портландцемента. Например, химический состав доменного шлака одного из наших металлургических заводов: СаО—50%, MgO—1,5%; SiO2—32%, Аl2О3—13% и т. д.
Что такое шлак и из чего он состоит
Шлаки – неметаллические искусственные силикаты, образовывающиеся на поверхностях различных металлов в процессе:
- плавки сырья;
- обработки промежуточных продуктов;
- рафинирования жидких сплавов;
- восстановления руды;
- извлечения сырья из флюсов.
С точки зрения химического состава бывают виды шлаков:
- основные (CaO, MgO, FeO): оксида – до 50 %, глинозема – до 10 %;
- кислотные (SiO2, TiO2): оксида – до 43 %, глинозема – до 17 %;
- нейтральные (Ai2O3, ZnO): оксида – до 46 %.
В составе шлаков присутствуют и кремниевые, алюминиевые, магниевые, марганцевые, серные частицы и прочие компоненты. В зависимости от компонентного состава и концентрации веществ приобретает шлак свойства, отличающиеся характеристиками.
Химический состав доменного шлака
Он отличается от состава обыкновенного цемента меньшим содержанием СаО и большим содержанием SiO2, A12O3 и других окислов. Эти окислы образуют в шлаке химические соединения: двухкальциевый силикат 2СаО • SiO2 (обладает вяжущими свойствами), геленит 2СаО • SiO2 • А12О3 — инертное вещество и др. В результате резкого охлаждения (грануляции) жидкого доменного шлака получается гранулированный шлак, который, кроме указанных соединений, входящих в состав кристаллической фазы, содержит алюмосиликатное стекло, обладающее химической активностью.
Барабанная установка для полусухой грануляции шлака: 1— шлаковозный ковш; 2 — приемная ванна; 3 — желоб; 4— вращающийся барабан; 5 — гранулированный шлак
Свойства и область применения шлаковых материалов
Вопрос, что такое шлак, не может быть полностью раскрыт, не охарактеризовав сферу использования этого материала. В строительной индустрии приемлемо использование гранулированного шлака, отличающегося диаметрально. Крупногранулированные куски шлака на фото ниже.
Они приемлемы при отливе шлакоблоков. Материал отличается износоустойчивостью, небольшим удельным весом, тепло- и влагоизоляционными свойствами.
- из крупного граншлака возводят фундамент, укрепляют насыпи, обрабатывают края водоемов;
- мелкофракционные используются для добавки в бетонные смеси или растворы для заливки асфальта;
- пылевые измельченные мелкофракционные частицы применяются в качестве добавки в процессе изготовления тротуарной плитки, брусчатки, минваты;
- крошку добавляют в строительные смеси для повышения их прочностных характеристик, заполнения пустот в стенах.
Что такое шлак? Это вторичное сырье, которому придают разнообразные оттенки — от насыщенного черного до белого цвета. Нередко на рынке можно встретить перламутровые, даже фиолетовые оттенки шлака. Все они широко применяются в строительстве, а в сфере своего использования представляют незаменимые материалы или компонентные составы для производства блоков, растворов, бетона, заливки фундамента.
Важно знать, что плотность шлака зависит от компонентного состава смеси.
Оксиды | Плотность, г/см3 |
Кальциевые | 3,45 |
Магниевые | 3,656 |
Кремниевые | 2,265 |
Ферумные | 5,75 |
Марганцевые | 5,45 |
Свойства гранулированного шлака
Гранулированный шлак обладает гидравлическими вяжущими свойствами. Они проявляются при действии на тонко измельченный шлак возбудителей твердения щелочных (известь, цементный клинкер) или сульфатных (сернокислый кальций и др.). Эти свойства шлака используются для производства шлаковых цементов посредством совместного размола гранулированного шлака с возбудителями твердения. Таким образом получают известково-шлаковый, сульфатно-шлаковый цементы и шлакопорт-ландцемент. Кроме того, доменный шлак частично используют как сырье для изготовления обыкновенного цементного клинкера, шлакового кирпича, шлакобетона и других материалов.
Производство шлаковых цементов выгодно, так как оно основано на использовании очень дешевого сырья — отходов доменного производства — шлаков, получающихся в громадных количестав на металлгических заводах. Выход доменного шлака составляет в среднем 60% от веса выплавленного чугуна. Кроме того имеются огромные запасы старых отвальных шлаков, пользуемых для изготовления бетона в дорожном строительстве и др.
Негативные качества шлака
Потребитель выделяет некоторые недостатки вторсырья:
- гигроскопичность, материал не подойдет для проведения работ в местах с повышенной влажностью, паводками, обильными осадками, в несколько раз превышающими норму;
- сверхпрочность, из-за которой осуществление прокладки инженерных коммуникаций становится более трудоемким;
- высокая теплопроводность;
- содержание кислоты и серы выше нормы при том, что полное выветривание токсинов происходит через двенадцать месяцев.
Перед тем как окончательно определиться с выбором материала для индивидуального, жилого или промышленного строительства определите достоинства и недостатки этого сырья, ознакомьтесь детальнее со свойствами и применением шлака. Если этот факт для вас не имеет значения, а в приоритете только дешевый материал, то можно сэкономить и приобрести вторсырье.
Литература
- Менделеев Д. И., Митинский А. Н.; —.
Шлаки // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907. - Ванюков А. В., Зайцев В. Я.
Шлаки и штейны цветной металлургии. — Москва: Металлургия, 1969. — 408 с. - Линчевский Б. В., Соболевский А. Л., Кальменев А. А.
Металлургия черных металлов. — Москва: Металлургия, 1986. — 360 с. - Кудрин В. А.
Металлургия стали. Учебник для вузов. — Москва: Металлургия, 1989. — 560 с. — ISBN 5-229-00234-4.
Технические характеристики
Портландцемент характеризуется медленным твердением, а достаточная прочность достигается за 6-12 месяцев.
Портландцемент в сравнении с обычным цементом обладает более низкой стоимостью, а также выделяет меньше теплоты в процессе затвердения, что в свою очередь дает возможность использовать его в возведении массивных бетонных сооружений. Помимо прочности, материал обладает меньшей степенью объемной деформации, противостоит негативному влиянию сульфатных и пресных вод, жаростоек. Ему присуща меньшая, в сравнении с обычным цементом, морозостойкость. Данный показатель важен при эксплуатации в условиях колебания температур, которые провоцируют переменное замораживание и оттаивание.
Для цемента со шлаком характерно медленное нарастание прочности при начальных стадиях твердения. Для достижения необходимых показателей прочности обычному цементу необходимо 6-12 месяцев.
Замедление процессов схватывания и твердения провоцируется пониженными температурами. В случае с цементом со шлаком ускорение процесса достигается благодаря использованию клинкера с высоким содержанием силиката и алюмината, а также шлаков с высоким содержанием глинозема.
Бетоны и фундаменты
Значительное удешевление высокопрочного бетона для изготовления многообразных конструкций можно получить, заменив щебень из природного камня на щебень из доменного шлака. Эффект экономии достигается в среднем на 20 – 30%. Для тяжелых бетонов плотность шлакового щебня должна составлять не менее 1000 кг/м3. При использовании одновременно традиционных и шлаковых вяжущих в альянсе со шлаковыми наполнителями получают продукцию практически всех классов по прочности на сжатие. Наравне с крупнозернистыми видами бетонных смесей производят мелкозернистые, где наполнителем служит гранулированный шлак. Вес такого шлака в 1 м3 составляет 600 – 800 кг.
Фундаментное основание из шлака имеет право на существование, однако строить его под жилой дом – не лучший вариант, крайне сложно определить его несущую способность, поскольку состав шлака и содержание в нем цементных частиц бывает разным. Чаще всего фундамент их шлака используется для возведения объектов хозяйственного назначения: гаражей, летних кухонь, сараев.
Для строительства фундаментной конструкции пригоден только отвальный тяжелый шлак – побочный продукт металлургических и сталелитейных производств. Отходы предприятий химической отрасли или ТЭЦ неприемлемы. По структуре специалисты рекомендуют выбирать рассыпчатый материал, фракции менее 5 мм. О наличии в нем цемента свидетельствует серый оттенок массы. В идеале содержание цемента должно составлять коло 30%, это способствует успешному процессу застывания и отвердения. При увлажнении материал отлично уплотняется, уменьшая пористость будущей конструкции. Насыпная плотность шлака составляет 1000 – 1300 кг/м3.
И еще один нюанс. Хорошую несущую способность конструкции обеспечит только свежий, дымящийся шлак, а не долго пролежавший в отвалах или мокрый.
Если на участке строительства расположены слабые грунты, то для их укрепления выполняют специальную подушку. Доменные шлаки – один из вариантов материала, используемых для этих целей. Правильно рассчитанная толщина слоя, тщательное его уплотнение и соблюдение всех правил укладки позволяет создать прочную и надежную подушку, не уступающую параметрам бетонной.
Сам процесс устройства ленточного фундамента из строительного шлака не отличается от общих правил, аналогичен процессу с применением традиционных материалов. Для упрочения конструкции основания обустраивают бетонный пояс, параметр толщины которого составляет 20 – 30 см.
Технология изготовления
(средняя плотность – 1800-2300 кг/м3, прочность – 30-100 МПа)
- оптимизация зернового состава заполнителя;
- подбор рационального состава цементно-шлаковой смеси;
- интенсивное перемешивание цементно-шлаковой смеси в смесителях;
- применение эффективных способов пропаривания (t = 90-100°C) и уплотнения.
Предварительно дробят гранулированный шлак. Способ дробления во многом определяет форму зерен и величину их поверхности. Полученный состав шлакового заполнителя в виде зерен должен по минимуму обеспечивать потребность смеси в воде. При производстве гранулированного шлака нужно использовать смесь дробленого и недробленого гранулированного шлака, обеспечивающую оптимальный состав заполнителя.
Население с давних времен использует для целей строительства шлаки. Легкий и прочный материал шлакобетон получается путем смешения вяжущего и металлургического шлака. Его стоимость в 1,5 раза дешевле полнотелого кирпича, а эффективность теплозащитных свойств примерно во столько же раз выше. При хорошей защищенности от влаги и гидроизолированном фундаменте срок службы стен из данного материала обладает долговечностью и составляет около 50 лет.
Особенности применения шлакоцемента
Состав данного продукта определяет ряд особенностей применения, на которые следует обратить особое внимание:
- Повышенное время схватывания и набора марочной прочности.
- Небольшой гарантированный период хранения – 45 суток.
- Необходимость в длительном тщательном уходе за конструкциями в жаркое время года – регулярном увлажнении и укрытии полиэтиленовой пленкой.
- «Капризность» по отношению к перепадам температуры.
- Ограниченное применение в условиях пониженной температуры окружающей среды.
В то же время, учитывая положительный баланс преимуществ и особенностей «вяжущего» этого вида можно утверждать что если стоит задача возведения здания при минимальных затратах на основные строительные материалы, шлакопортланцемент, является самым предпочтительным вариантом общестроительному портландцементу.
Количественное соотношение материалов
Ниже представлена таблица, в которой показано, сколько граншлака нужно взять, чтобы приготовить один куб раствора.
Расход каждого компонента зависит от марки смеси, какую вы хотите получить
Марка | Цемент (кг) | Щебень (м3) | Песок (м3) |
100 | 220 | 0,8 | 0,6 |
200 | 280 | 0,8 | 0,5 |
250 | 330 | 0,8 | 0,5 |
300 | 380 | 0,8 | 0,4 |
Количество раствора, необходимого для приготовления и применения на площади конкретных размеров, рассчитывается по следующей формуле: длину нужно умножить на ширину и на глубину обрабатываемой поверхности. Полученная цифра и будет тем количеством, которое вам потребуется для заливки требуемого пространства.
Схема производства шлакопортландцемента.
На качество раствора влияет назначение и ответственность будущей конструкции. Для состава М100 расходуют цемента меньше, чем для М400 (500). В силу того что бетон М400 (500) способен выдерживать большие нагрузки, чем М100, то и соотношение входящих в них материалов будет разным.
Товарный бетон – это М400 (500). Помимо основных составляющих, в них вносят различные добавки (в том числе и морозостойкие). Ниже приведены данные по изготовлению раствора классом М100-450 из цемента М400 (500).
Пропорции бетонной смеси из цемента М400
Марка | Объем раствора из 10 л цемента, в л | Массовый состав (кг) Ц/П/Щ | Массовый состав (л) на 10 л цемента П/Щ |
100 | 78 | 1/ 4,6/ 7 | 41/61 |
150 | 64 | 1/ 3,5/ 5,7 | 32/50 |
200 | 54 | 1/ 2,8/ 4,8 | 25/42 |
250 | 43 | 1/ 2,1/ 3,9 | 19/34 |
300 | 41 | 1/ 1,9/ 3,7 | 17/32 |
400 | 31 | 1/ 1,2/ 2,7 | 11/24 |
450 | 29 | 1/ 1,1/ 2,5 | 10/22 |
Пропорции бетонной смеси из цемента М450
Марка | Объем раствора из 10 л цемента, в л | Массовый состав (кг) Ц/П/Щ | Массовый состав (л) на 10 л цемента П/Щ |
100 | 90 | 1/ 45,8/ 8,1 | 53/71 |
150 | 73 | 1/ 4,6/ 6,6 | 40/58 |
200 | 62 | 1/ 3,5/ 5,6 | 32/49 |
250 | 50 | 1/ 2,6/ 4,5 | 24/39 |
300 | 47 | 1/ 2,4/ 4,3 | 22/37 |
400 | 36 | 1/ 1,6/ 3,2 | 14/28 |
450 | 32 | 1/ 1,4/ 2,9 | 12/25 |
Особенности шлакощелочного бетона
Шлакощелочной портландцемент получают благодаря использованию щелочных металлов. Высоких показателей прочности удалось достичь добавлением различных щелочей: соды, стекла и ряда других.
Шлакощелочной портландцемент нашел свое применение при производстве железобетонных элементов с высоким показателем устойчивости к химически агрессивным веществам. Класс таких бетонов является незаменимым при строительстве массивных конструкций. Это связано с тем, что при производстве крупных бетонных элементов, в основе которых лежит портландцемент, происходит выделение большого количества тепла, и температура конструкции может достигать отметки в 80°С. При слишком быстром охлаждении объекта могут образовываться деформационные трещины. Использование шлакощелочного бетона позволяет избежать возникновения данной проблемы.
Наиболее популярным является класс шлакощелочного цемента на основе соединений щелочных металлов с преобладанием гидросиликатов кальция и гидроалюмосиликатов и молотого металлургического шлака.
Шлакощелочной цемент позволяет производить конструкции с меньшим количеством капиллярных пор. Данное свойство способно снизить водопоглощение и повысить морозоустойчивость бетона, способствуя росту эксплуатационных качеств строительной конструкции. За первые сутки материал набирает 30% прочности, которая в дальнейшем способна достичь отметки в МПа.
Данный класс бетона устойчив к воздействию агрессивных сред: сульфатов, кислот, хлоридов и морской воды. Возможность управлять свойствами цемента на различных стадиях структурообразования позволила получать вяжущие со специальными свойствами: морозо- и жаростойкие, безусадочные, с повышенной коррозионной устойчивостью, с высокой скоростью твердения, тампонажные.
Шлаки в металлургии
Металлургические шлаки
Силикатные материалы, получаемые при выплавке из руд металлов, называются металлическими шлаками. Они обладают разными свойствами, в зависимости от процесса их получения, химического состава руды и других факторов. Эти искусственные силикаты состоят из оксидов железа, алюминия, кремния, магния, кальция, серы, марганца и др. В зависимости от процентного соотношения этих окислов, скорости и условий остывания шлаков, они могут получать свойства вулканической пемзы или твёрдого гранита, а также рассыпаться в порошок. Их цвета бывают подобными горным породам: белые, жёлтые, чёрные, зелёные, серые, розовые, серебристые, сиреневые, перламутровые и др. Они могут быть разной плотности, пористости, тяжёлыми или лёгкими. Их удельный вес близок к природным камням. По химическому составу бывают основные, кислые, нейтральные.
Шлаки чёрной металлургии
• Доменные – получают при выплавке чугуна. Представляют собой расплавы силикатные или алюмосиликатные. Из-за низкой плотности (в 2 раза меньше, чем у чугуна) они образуются сверху над расплавленным слоем чугуна и периодически удаляются через летку. Возможность его использования зависит от химического состава и способа выхода из домны. Он может при охлаждении получить свойства плотного камня или постепенно рассыпаться в порошок. Плотный материал используется в качестве щебня, стоимость которого значительно меньше натурального, а свойства не уступают. Для проверки пригодности доменных шлаков в производство щебня проводится специальный контроль его качества.
• Сталеплавильные – побочный продукт при любом способе получения стали в открытых агрегатах. Состоит из нелетучих различных оксидов с меньшей плотностью, чем сталь, которые собираются на поверхности расплава. Их источники: продукты, полученные при окислении примесей, содержащихся в чугуне и ломе, добавочные окислители и материалы, внесённые загрязнения (миксерный шлак, песок) и др. Содержат большее количество оксидов железа (20 %) и марганца (10 %).
• Ваграночные образуются при плавке чугуна в вагранке из продуктов окисления чугуна, золы кокса, остатков в виде пригара формовочной смеси, флюса. Основные составляющие ваграночного шлака – оксиды (80 – 90 %). При таком способе производства получаются в большинстве кислые шлаки с выделением минералов (рудных, мелилитов, пироксенов, анортитов), алюмокремнезернистого стекла.
• Ферросплавные – получают в процессе производства ферросплавов. Различаются по добавленным к железу химическим элементам: хрому, марганцу, кремнию и др.
Шлаки цветной металлургии
Для них характерны: высокое содержание оксидов железа, пониженный состав оксидов магния и кальция. Свойства шлаков цветной металлургии зависят от их химического состава. Отличаются от шлаков чёрной металлургии большим удельным весом, разнообразием, дополнительным содержанием ценных редких металлов. Если при выплавке чёрных металлов выход шлаков на 1 т металла составляет 0,1 – 0,7 т, то в цветной металлургии при получении 1 т металла – 100 – 200 т шлаков.
Способы переработки и применение
Самый распространённый способ переработки – грануляция. Происходит путём охлаждения массы водой, воздухом, паром.
• Мокрый способ. Обработка вытекающего из доменной печи раскалённого шлака сильной струёй воды, подаваемой через специальные насадки. Шлак дробится под напором воды и отправляется в бункер до окончательного охлаждения. Его продувают воздухом, в результате чего он остывает и обезвоживается.
• Полусухой способ. Вытекающий из домны шлак попадает на лопасти вращающегося барабана. Небольшое количество воды, подаваемой в желоб, резко охлаждает и делает шлак твёрдым. Затем он попадает в барабан, где дробится и окончательно остывает, отлетая в сторону.
Гранулируются в основном доменные шлаки, которые в большинстве используются в цементной промышленности. Также в этой отрасли распространено применение шлаков ферросплавов, сталеплавильных, цветной металлургии. Из них производят обладающий высокой химической стойкостью цемент, который можно применять даже в агрессивных средах. Получают путём совместного помола металлургического шлака, гипса и извести. Шлаки также используют в качестве активных добавок к портландцементному клинкеру или вместо глины. В зависимости от взятых пропорций, получают обычный цемент или с повышенной стойкостью.
Шлакощелочные цементы получают при совместном помоле гранулированных шлаков, каустической или кальцинированной соды, жидкого стекла. Такие гидравлические вяжущие водостойкие, термостойкие, с высокой прочностью, биостойкие, устойчивы к коррозии. Изготовленные с их добавлением бетоны выдерживают воздействие нефтепродуктов, слабых кислот, твердеют при низких температурах.
Широко используется в строительстве шлаковый щебень, который успешно заменяет натуральный. Получают его путём дробления отвальных шлаков или литья по специальной технологии. Перед применением он проверяется на устойчивость к распаду.
Материал прочный на истирание, выдерживает высокие и низкие сезонные температуры. Используется в качестве наполнителя для различных видов бетонов.
Для тяжёлых изделий из бетона крупным наполнителем служит отвальный или литой щебень, а для мелкого – гранулированный шлак. Для лёгких изделий предназначен щебень из шлаковой пемзы, которую получают путём вспучивания с применением минеральных газообразователей при быстром охлаждении шлаковой массы. Затем она дробится на фракционный щебень.
Этот материал нашёл широкое применение и в дорожном строительстве как надёжный и при этом дешёвый материал. Используется для подготовки оснований, а также в производстве шлаковых вяжущих для дорожных покрытий, приготовления асфальтобетона.
Способом шлакового литья получают плитки и камни для мощения тротуаров, изготовления бордюров, напольные покрытия для внутренних помещений, трубы, фасадные плиты и другие изделия. Они по многим качествам не уступают железобетонным и стальным аналогам. Их получают при разливе в формы расплавленных металлургических шлаков, поступаемых прямо из доменных печей. Такой производственный процесс очень экономичен – не требуются дополнительные ресурсы на расплавку сырья, его транспортировку и хранение. Технология изготовления проста, литьё таких изделий экономически выгоднее, чем изготовление искусственного камня, а механические свойства мало чем отличаются.
Из металлургических шлаков получаются превосходные материалы – шлакоситаллы. Они состоят из стекловидной аморфной массы и мельчайших стеклянных кристаллов. Бывают разных видов и цвета. Свойства зависят от исходного сырья и технологии изготовления. Процесс происходит в стекловаренной печи. Сырьём служат металлургические шлаки, песок и другие добавки. Шлакоситаллы отличаются высокой прочностью, близкой к чугуну и стали, но при этом они в 3 раза легче. Эти материалы легко обрабатываются и очень востребованы в строительстве. Они хорошо сверлятся, шлифуются, режутся. Широко используются для изготовления прочных изделий и в качестве отделочных материалов: труб, подшипников, оптических приборов, электроизоляторов, мелющих деталей механизмов, химического оборудования, облицовочных плит для фасадов и внутренних стен, напольных покрытий, подоконников, кровли, ограждений балконов и др.
Из металлургических шлаков изготавливают шлаковую вату, которая идёт на производство теплоизоляционных изделий. Из доменных шлаков получают около 80% минеральной ваты. Используются для этого также шлаки цветной металлургии, мартеновские, ваграночные. Выбирается сырьё с оптимальной вязкостью для получения минерального волокна методом вытягивания. В ванных печах или вагранках получают шлаковый расплав, который затем перерабатывается в волокно. Вату изготавливают 3-х типов: для плит повышенной жёсткости, для полусухого прессования изделий, для горячего прессования. На основе минваты получают различные изделия (плиты, цилиндры), где в качестве связующих применяют битумы, эмульсии, синтетические полимеры.
Источник https://uteplitel-minol.ru/utepliteli/stroitelnye-materialy-iz-shlaka.html
Источник https://strojdvor.ru/otoplenie/ispolzovanie-shlaka-v-kachestve-uteplitelya-dlya-chastnogo-doma/
Источник https://alit-stroi.ru/vidy/granshlak-chto-eto-takoe.html