Что такое шлак: виды, характеристики, применение в строительстве. Шлак что это такое?

Теплопроводность шлака варьируется в пределах от 2,3 до 3,5 Вт/(м·К), что делает ее значительно ниже, чем у большинства металлических материалов. Следует отметить, что изоляция, выполненная с его использованием, обладает способностью хорошо поглощать влагу, что полезно для ряда строительных и теплоизоляционных задач.

Что такое шлак: виды, характеристики, применение в строительстве

Шлак представляет собой вторичное сырье, являющееся отходом металлургической промышленности, а также может быть продуктом сжигания ископаемого топлива, включая уголь всех типов, сланец и жидкое топливо. В области металлургии шлак образуется как побочный продукт после выплавки металлов из руды. Эти шлаки активно используются для производства различных заполнителей для бетонных смесей, таких как шлаковая пемза и минеральная вата. Отходы, образующиеся в процессе переработки цветных металлов, обычно классифицируют на шлак в виде окатышей и шлак, который подлежит утилизации.

Гранулированный или гранулированный шлак формируется при быстром водяном охлаждении расплавленного шлака, который получается в процессе доменной плавки. Благодаря своим выдающимся вяжущим свойствам, этот вид шлака находит широкое применение в качестве активной минеральной добавки при производстве цемента, улучшая его характеристики.

Нельзя недооценивать шлак как простой заполнитель для бетонных растворов. Он выполняет также экологическую функцию, которая становится все более актуальной с течением времени. Учитывая обилие вредных примесей, включая кислоты, щелочи и канцерогенные соединения, комбинирование шлака с цементными смесями позволяет адресовать проблему безопасной утилизации этих отходов. С точки зрения металлургии, шлакозащитный компонент во время плавки металла служит защитой расплавленного металла от воздействия продуктов сгорания, что подчеркивает его важность в процессе металлургического производства.

Применение шлака в строительстве

В строительной отрасли шлак используется, прежде всего, в качестве заполнителя для различных бетонных смесей. Этот материал, будучи отходом металлургического производства, представляет собой более безопасный продукт по сравнению с остатками, полученными в результате сжигания угля. Кроме того, каменный уголь (будь то бурый уголь, каменный уголь или антрацит) неизбежно содержит радионуклиды. Хотя содержание этих веществ в исходном сырье относительно невелико, во время сжигания их концентрация увеличивается. Однако в буром и каменном угле содержание радионуклидных изотопов может достигать значений, которые представляют серьезную угрозу для здоровья. Таким образом, шлак, как правило, не рекомендуется использовать ни для строительства бетонных стен, ни для возведения подвалов, так как в этих примерах радиоактивный фон может превышать допустимые нормы.

Гранулированный шлак, используемый при производстве цемента, отличается высокими вяжущими свойствами, что позволяет достигать высокой прочности в процессе формовки и раскалывания плит перекрытий в высотных зданиях. Шлак в гранулированном виде широко применяется в больших пропорциях в бетоне как заполнитель для получения прочного и легкого строительного кирпича. Такой кирпич отличается от традиционного своей высокой прочностью, малым удельным весом и отличными влаго- и теплоизоляционными характеристиками.

Мелкозернистый шлак (включая порошкообразный шлак) используется в качестве сырья для создания шлакоблоков, а также для производства тротуарной плитки, бордюрного камня и бетонных блоков. Он также становится основным компонентом для армирования бетонных смесей и заполнения пустот в зданиях с объемными стенами. Наличие силикатов кальция в таких шлаках позволяет проводить их тонкое измельчение для смешивания с цементом, что дает результаты сопоставимые с портландцементом в процессе изготовления конструкций. Эти добавки позволяют:

• Производить бетонные конструкции различных классов прочности, таких как B15-B30, что делает их особенно подходящими для ответственных объектов;
• Создавать сухие строительные смеси, которые легко и быстро применяются на строительной площадке;
• Изготавливать плитные перекрытия, балки, колонны, бетонные плиты и другие предварительно напряженные строительные компоненты;
• Обеспечивать строительство фундаментов и подвалов любой сложности, включая заливку бетона и установку раздвижных стен.

Доменный шлак, щебень из него

Как отход доменного производства, доменный шлак и его производные материалы, такие как щебень, часто намного дешевле природного щебня, который обычно получают путем добычи в карьерах и дробления с использованием сложных и дорогостоящих механизмов, а также доставки его в места производства бетонных смесей.

Щебень, созданный на основе доменного шлака, в своей кристаллической структуре содержит более 20 минералов, среди которых волластонит (однокальциевый силикат кальция), двухкальциевый силикат кальция и мелит. Наличие силикатов кальция в составе шлакового продукта делает его предпочтительным компонентом для получения тяжелого бетона с выдающимися прочностными характеристиками.

Преимущества и недостатки

Плотность гранулированного доменного шлака, согласно требованиям ГОСТ 3344, превышает плотность гранитного щебня, однако его водопоглощение также оказывается выше. К сожалению, морозостойкость этого материала ниже, что ограничивает его использование в качестве основного заполнителя в условиях сурового климата. Сопротивляемость к сжимающему усилию варьируется от 62 МПа для пористых вариантов до 140 МПа для медных шлаков. Для сравнения, прочность гранитного щебня на сжатие составляет примерно 120 МПа. Тем не менее, более дешевый (наиболее доступный) пористый шлак имеет очень ограниченное применение, тогда как его плавленый аналог, обладающий прочностью выше гранита, может стоить почти так же дорого.

Благодаря своей способности поглощать воду, доменный шлак широко используется в дорожном строительстве, где он предпочтительнее гранитного щебня благодаря своим особым характеристикам, таким как способность быстро высыхать и уплотняться под воздействием содержащихся в нем вяжущих веществ, а также легкость в уплотнении.

Во время транспортировки дробленый гранит порой меняет свою структуру, превращаясь в мелкий порошок, который становится непригодным для использования и требует промывки или просеивания. В то же время шлаковый порошок служит дополнительным связующим веществом, поднимающим адгезию и вязкость конечного продукта.

Что такое шлак

Шлак является неметаллическим искусственным силикатом, который формируется на поверхности различных металлов в процессе их обработки:

• плавления сырья;
• обработки промежуточных продуктов;
• рафинировании жидких сплавов.

Кроме того, шлак образуется в процессе производства, когда флюсы извлекаются из руды, что также приводит к образованию этого материала.

Что касается химического состава металлургических отходов, то можно выделить различные формы этого материала:

• Основные (содержащие CaO, MgO и FeO). В этом случае шлак может содержать до 50% оксида кальция и около 10% глинозема;
• Кислотные (содержащие SiO2 и TiO2) с содержанием оксида кальция, не превышающим 42%, и глинозема до 15%;
• Нейтральные (содержащие Al2O3 и ZnO) с примерно 45% оксида кальция.

Кроме того, отходы содержат частицы кремния, алюминия, магния, марганца, серы и других компонентов. В зависимости от объема, шлак обладает различными свойствами, что делает его универсальным материалом.

Сфера применения и свойства шлака

Говоря о шлаке, стоит отметить и область его применения. Гранулированный шлак разных диаметров находит наибольшее применение в строительстве:

• Крупные гранулы шлака используются для изготовления шлакоблоков, отличающихся высокой износостойкостью, минимальным весом и выдающимися тепло- и влагоизоляционными характеристиками. Крупный гранулят также служит для возведения фундамента, укрепления насыпей и обработки краев водоемов.
• Из мелкозернистого шлака можно изготавливать добавки для бетона или асфальта.
• Шлаковая пыль и мельчайшие гранулы применяются в качестве добавок при производстве тротуарной плитки и минеральной ваты.
• Крошка из шлака добавляется в строительные смеси для повышения прочностных характеристик и также используется для заполнения пустот в стенах.

По гcolorу вторичное сырье может сильно различаться — от глубокого черного до ослепительно белого. Также часто встречаются материалы с перламутровыми или фиолетовыми оттенками.

Плотность шлака варьируется в зависимости от его составляющих и может колебаться от 800 до 3200 килограммов на кубический метр, если говорить в объеме.

Удельный вес сырья (т.е. масса вещества на единицу объема) находится в пределах от 2,5 до 3,6 г/см³. Природные породы имеют сопоставимые значения. Тем не менее, следует учитывать, что удельный вес шлака может значительно варьироваться в зависимости от конкретного типа сырья:

• У шлакобетона этот показатель составит около 2-2,4 т/м³.
• Для кускового шлака это значение колеблется от 2,1 до 2,8 т/м³.
• В случае использования переработанного сырья в виде щебенки удельный вес будет наименьшим в пределах 1,05-1,6 т/м³.

Свойства вторичного сырья зависят от его типа. В настоящее время в металлургической промышленности выделяют четыре основных типа шлака: черный, цветной, горючий и химический.

Шлаки цветной металлургии

Вторичное сырье этой категории менее популярно из-за высоких затрат и сложностей в производственном процессе. В отличие от шлаков черных металлов, шлаки цветных металлов имеют гораздо более высокий удельный вес, а содержание оксида железа достигает до 40%. Эти шлаки также могут содержать редкие и ценные металлы.

Отходы цветной металлургии от выплавки никеля и меди также иногда находят применение в строительных целях. Переработанный металл считается черным и не поддается разложению. Однако его плотность варьируется от 3 300 до 3 800 кг/м³, а водопоглощение составляет всего 0,1-0,6%. Никелевый шлак, в свою очередь, напоминает по своим характеристикам отходы, получаемые от медеплавильного производства.

Однако этот вид шлака редко используется для производства строительных материалов, иногда он применяется для изготовления литейных компонентов или минеральной ваты. Доменные шлаки, как уже упоминалось, гораздо более распространены и востребованы в производстве.

Состав и свойства

В зависимости от химического состава шлак можно разделить на несколько групп:

Основные (на базе CaO, MgO и FeO):

• окислы — до 55%;
• глинозем — до 15%.

Кислотные (SiO2, TiO2):

• окислы — до 45%;
• глинозем — до 20%.

Нейтральные (Al2O3, ZnO):

Все виды шлака содержат алюминий, магний, а также марганец, кремний, серу и другие элементы. В зависимости от структуры компонентов переработки и концентрации активных веществ шлак получает различные свойства для утилизации. Сырье может иметь разнообразные оттенки — от светло-серого до глубокого черного — также на рынке присутствуют фиолетовые и перламутровые варианты. Эти сорта находят применение при производстве брусчатки, в бетонных смесях и для бетонирования фундаментов.

Структура шлака также может сильно варьироваться. В зависимости от химической структуры переработанного материала, это может быть камень, фарфор или стекло. Температура плавления шлака колеблется в диапазоне от 360 до 450 °C, а его удельный вес составляет около 2,7.

Все виды шлака характеризуются высокими теплоизоляционными свойствами и износостойкостью, что делает их идеальными для применения в строительных материалах.

Плюсы и минусы

Как и любой строительный материал, шлак имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества данного материала включает следующее:

• высокая огнестойкость — шлак не воспламеняется и не поддерживает процесс горения;
• долговечность — срок эксплуатации этого материала может достигать 50 лет;
• разнообразие физических и технических свойств, зависящих от состава основных компонентов;
• доступная цена по сравнению с более традиционными строительными материалами, такими как камень, кирпич и древесина;
• простота монтажа, что значительно облегчает процесс работы.

Однако у покупателей также есть и некоторые замечания по поводу недостатков шлака:

• гигроскопичность — шлак не подходит для использования в зонах с повышенной влажностью, такими как паводки или места с частыми осадками;
• сверхпрочность — это может затруднять прокладку инженерных коммуникаций, что делает процесс более трудоемким и дорогим;
• высокая теплопроводность, приводящая к потенциальным потерям энергии в условиях отопления.

Кроме того, содержание серы и кислот в шлаке иногда превышает допустимые нормы, и полное выведение всех токсичных элементов возможна только спустя год после процесса утилизации, что также требует внимания.

Вес

Шлак — это сыпучий строительный материал, удельный вес которого составляет от 2,6 до 3,7 г на кубический метр. Такие параметры схожи с характеристиками естественного камня. Колебания удельного веса зависят от конкретного типа шлака:

• у шлакоблока — 2-2,5 т/м³;
• для куска шлака — 2,1-2,9 т/м³;
• для переработанного сырья в качестве щебня — 1,1-1,2 т/м³.

Монтаж

Порядок монтажа шлака требует тщательной подготовки поверхности, которая должна быть очищена от грязи и мусора. В случае обнаружения трещин или повреждений, они требуют ремонта, а если пол не отличается прочностью, его следует демонтировать и уложить заново. Поверхность обрабатывается антисептиками, после чего необходимо укладывать пароизоляционную пленку с нахлестом 15-20 см, а швы проклеивать.

На высоте 20 см от земли со стороны стен устанавливаются опорные элементы, затем вся поверхность равномерно покрывается слоем шлака, стараясь добиться максимальной плотности слоя. Важно убрать все ненужные отходы (зерна с примесями) и организовать армирующую сетку с прутками толщиной 3-4 мм и размером ячеек 5-10 см. После этого заливается пол и укладывается напольное покрытие.

После выбора подходящего материала возникает вопрос об утеплении дома, построенного из бетонных блоков, снаружи. Если у вас нет опыта работы с профессиональными строительными компаниями, рекомендуется воспользоваться услугами квалифицированных бригад. Однако можно вполне обойтись своим трудом, при условии точного соблюдения выбранного плана действий.

Каждый процесс начинается с этапа подготовки, который также необходим при укладке пенопластового утеплителя.

1. Обязательно убираются выступающие элементы с основания, такие как излишки раствора, крепежные детали и навесные конструкции (например, антенны, водосточные трубы).
2. В случае обнаружения глубоких выбоин, трещин или отколов шлакоблока, этих дефектов необходимо устранять. Для этого поверхность следует оштукатурить.
3. После того как штукатурка высохнет, перед продолжением работ наносится грунтовка. Эти процедуры играют значительную роль в повышении адгезии (сцепляемости клеевого раствора с основанием), а также в предотвращении появления плесени на стене.

Лишь после окончательного высыхания грунтовки можно приступить к монтажу пенопластовой плиты.

• На первом этапе устанавливается стартовый профиль, который должен быть выполнен из оцинковки или нержавеющей стали. Он станет опорой по всему периметру конструкции. Необходимо обязательно проверять горизонтальность, используя строительный уровень, чтобы избежать перекосов, которые могут привести к деформации или даже обрушению утепленного фасада.
• После этого готовится клеевой состав, подходящий как для наружных работ, так и для пенопласта. Если акцентировать внимание только на первом попавшемся варианте и не ознакомиться с инструкцией, это может впоследствии повлечь за собой образование некачественного фасада, который отслоится от шлакоблочных стен. Обратите внимание на инструкции от производителя, где указано точное количество необходимых ингредиентов.
• Клей накладывают небольшими «кляксами» на углы пенопластовой плиты и в центре.
• Первая плита утеплителя укладывается, при этом нижний край прижимается в профиль, сдвигая в левый нижний угол здания. Потребуется немного прижать элемент и покачать в стороны, чтобы устранить пустоты.
• Вторую плиту тоже покрывают клеем, добавляя его на торцевую часть. Затем прижимают её плотно к первой, чтобы избежать образованию зазоров и щелей.
• При укладке второго ряда нужно следить за тем, чтобы стыки плит не совпадали. Это достигается смещением среднего ряда на треть или половину стороны. Таким образом утепляют всю поверхность.
• Когда клей полностью высохнет, следует зафиксировать пенопласт механически, что добавит конструкции надежности. Для этого понадобятся дюбели с широкой шляпкой. Например, на одну плиту рекомендуется использовать около 5 крепежей.
• На заключительном этапе можно переходить к облицовке фасада.

Шлаки цветной металлургии

Как уже упоминалось, вторичное сырье из этой категории менее используется в строительстве из-за высоких затрат на производство. По сравнению с шлаками черных металлов, шлаки цветных металлов показывают высокий удельный вес и содержат значительное количество оксида железа — до 40%. Они также изобилуют ценными и редкими металлами.

Отходы цветных металлов, полученные при выплавке никеля и меди, также иногда находят свое применение в строительстве. Такой переработанный металл обладает черным цветом и отличается стабильностью, не поддаваясь разложению. Однако его плотность варьируется от 3 300 до 3 800 кг/м³, а пропорция водопоглощения составляет низкие 0,1-0,6%.

Таким образом, никелевый шлак аналогичен по своим характеристикам шлакам медеплавильного производства.

Хотя данный материал не часто используется для создания строительных компонентов, его все же иногда применяют в литейных работах или для производства минеральной ваты. Доменные шлаки гораздо более распространены для применения в производственных целях.

Акустические плиты «Aкмигран»

Для производства таких панелей используют минеральный или стеклянный шлак вместе со связующими веществами, такими как крахмал, карбоксилцеллюлоза и бентонит. Доски готовятся до толщины 2 см и после процесса сушки подвергаются отделке, включая калибровку, полировку и окраску. Передняя поверхность плит имеет текстуру с трещинами, что делает их вид интересным и оригинальным. Плотность таких плит составляет 350-400 кг/м³.

Эти плиты применяются для звукопоглощающей отделки потолков и стен общественных и административных зданий. Установка плит выполняется на крыше с использованием металлических профилей, а также путем приклеивания к специально подготовленным столбам.

Шлаки, что это такое в строительстве. Что означает шлак в строительстве?

Топливные шлаки представляют собой отходы, возникающие при переработке и сжигании угля в промышленных печах, например, на электростанциях, газовых станциях, мусоросжигательных заводах и даже в сахарных фабриках. Качество шлаков, используемых в паровых двигателях и системах центрального отопления, может значительно варьироваться. Именно качество шлаков напрямую зависит от используемого топлива. Свежий шлак может содержать вредные примеси, такие как зола или углерод, которые не были полностью сожжены, что может негативно сказаться на качестве заполнителей.

При строительстве кирпичных домов шлак используется в основном в качестве наполнителя, что особенно актуально для деревянных полов. Это сокращает вероятность грибковых поражений, аналогично тому, как использование глины или песка обеспечивает защиту засыпки. В прошлом отопительный шлак применялся для повышения огнестойкости, а также для изоляции и звукоизоляции деревянных конструкций. Тем не менее, такое использование не всегда экономически оправдано, особенно когда шлак под полом создает лишние нагрузки.

Сегодня шлакоблоки становятся все более популярными в строительстве частных домов, прекрасно сочетая преимущества шлакоблока и жестких конструкций пола. Очень часто шлакоблоки приобретаются в качестве более доступной альтернативы кирпичу.

Несмотря на свою низкую стоимость, шлакоблоки не так распространены, поскольку покупатели часто доверяют традиционным материалам. Это связано с тем, что некоторые производители могут использовать свежий и неподготовленный шлак, который может содержать вредные вещества. Свежий шлак представляет собой непреработанные отходы, которые требуют тщательной обработки, что в природных условиях может занимать много лет. Тем не менее, это не означает, что все шлакоблоки ненадежны: на рынке есть множество ответственных производителей качественного шлака. Важно сделать правильный выбор в пользу надежной продукции.

Шлаки, что это миф или реальность. Шлаки в организме: миф или реальность

Однако действительно ли это так? В медицине термина «шлак» не существует. Классическая медицина рассматривает шлаки как псевдонаучное понятие, пришедшее из металлургии и геологических исследований, где «шлак» обозначает побочный продукт, возникающий во время рафинирования ценных компонентов. Врачи уверены, что не существует термина «шлак», который потребовал бы специализированной очистки с помощью оборудования или медикаментов. Организм человека естественным образом избавляется от всех отходов через пищеварительную систему, кожу и дыхательную систему. Даже эти самые «отходы» невозможно выявить с помощью часто проводимых медицинских обследований, таких как УЗИ, гастроскопия или колоноскопия.

Тем не менее, существуют определенные «отходы». Говорят о жирах! Те самые жиры, которые мы питаемся и накапливаем в избыточных количествах. И такие накопления происходят не только в жировых отложениях, но и в внутренних органах, а также на стенках кровеносных сосудов. Избыточное количество жиров нарушает сложное взаимодействие между кровью и стенкой сосуда, что может приводить к образованию кристаллов холестерина, вызывая раздражение и воспалительные реакции.

В отличие от недоказанных и загадочных «шлаков», этот реальный «шлак» требует обработки. Но каким образом?

1. Сократите количество жиров в вашем рационе. Оптимальными являются нежирные продукты и продукты с малым содержанием жира.
2. Ограничьте количество холестерина в своей пище. Больше всего этот компонент содержится в жирном мясе, сливочном масле, пище из птицы с кожей и яйцах. Замените их рыбой и творогом, которые практически не содержат холестерина и способствуют снижению его уровня в крови.
3. Обеспечьте функциональность мышц! Это ткань, которая сжигает не менее 90% жира, участвующего в обменных процессах.
4. Увеличьте количество пищевых волокон в своем рационе, которые активно снижают уровень холестерина и способствуют уменьшению его накопления на стенках сосудов. Эти волокна содержатся в отрубях, хлебе, крупах (особенно в гречке и овсянке), овощах, ягодах и зелени.
5. Периодически следуйте разгрузочному режиму питания, минимизируя жировые и углеводные продукты и снижая калорийность дневного рациона.

Еще одним распространенным мифом о шлаках является соотношение шлаков и токсинов. На самом деле это два разных понятия: несмотря на то, что шлаки — это вымышленный термин, который не пользуется уважением среди врачей, термин «токсини» активно применяется в научном сообществе. Токсины представляют собой вещества, которые становятся вредными для организма в результате различных причин, т.е. они превращаются в ядовитые.

Внешние токсины, представляющие собой ядовитые вещества, способствующие ухудшению здоровья, могут быть результатом плохой экологии: загрязненная окружающая среда, выбросы промышленных и автомобильных газов, сигаретный дым, а также химические продукты. Внутренние токсины — это последствия инфекционных заболеваний и деятельности патогенных бактерий. Часто причиной токсического отравления становятся нарушения работы внутренних органов, таких как печень или эндокринная система. В подобных случаях никакие методы очистки не заменят медицинского лечения, прежде всего потому, что для восстановления нормального функционирования необходимо устранить причину проблемы, а не только её следствие.

Шлаки, что это такое. Что же такое шлаки и токсины?

Шлаки представляют собой вещества, накапливающиеся в организме человека на протяжении жизни. К ним относятся каловые камни, билирубиновые камни, соли и оксиды тяжелых металлов, застоявшаяся желчь и другие продукты обмена. Человеческий организм — это самоподдерживающаяся система, обладающая всеми необходимыми механизмами для борьбы с продуктами распада: печень, почки и потовые железы. Однако, когда количество токсинов превышает возможности выделительных систем, происходит накопление токсинов и, как следствие, ухудшение общего состояния здоровья. Токсины сами по себе являются ядовитыми веществами, которые попадают в организм извне или образуются в результате обмена веществ. В современном мире, когда пищевая промышленность всё больше сливается с химической, количество токсинов в продуктах питания резко увеличивается. Эра синтетических добавок открыла широкие возможности для производителей, что приводит к тому, что продукты могут долго храниться благодаря стабилизаторам и консервантам, а красители способствуют аппетитному виду, в то время как усилители вкуса создают различные вкусовые букеты.

Однако за это человечество расплачивается здоровьем. Что же такое консерванты? Это те же антибиотики, которые выполняют функцию уничтожения бактерий, вызывающих порчу продуктов. Многие добавки могут быть опасными для здоровья. Например, консерванты E230, E231 и E232, которые позволяют сохранять продукты, на самом деле представляют собой ПЕНОЛ! Он может вызывать рак в малых дозах, а в высоких — являться смертельным ядом!

Сторонники альтернативной медицины предлагают «детоксикацию» в качестве метода лечения различных заболеваний. Они предлагают разнообразные подходы к очищению организма, включая потенциально опасные методы, такие как голодание, клизмы и гидроколонотерапия.

Научное сообщество настороженно относится к теории о токсинах в организме. Борис Суханов, доктор медицинских наук и профессор кафедры гигиены и пищевой токсологии Первого Московского государственного медицинского университета имени Сеченова, а также Александр Кочетков, кандидат медицинских наук, руководитель отдела клинического питания НИИ питания РАМН, подчеркивают, что недостаточно научных доказательств существования токсинов в представлении, в котором это понимают сторонники теории «очищения». Здоровый организм не накапливает вредные вещества, в то время как сторонники «очищения» и дистрибьюторы «продуктов для очищения» просто предполагают наличие токсинов, не предоставляя научных обоснований.

Врачи указывают на опасность, которую могут представлять эти «очистительные» продукты, в большинстве своем состоящие из мочегонных и слабительных средств, применение которых может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, почек и других внутренних органов.