ШЛАКОВЫЕ КОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

Гончарова М.А., Корченов Ю.А., Корнеев А.Д.  (ЛГТУ, г.Липецк, РФ)

 

 Одним из путей снижения себестоимости строительной продукции является использование крупнотоннажных отходов. в регионах, где имеется металлургическая промышленность, все больший объем в составах строительных материалов, изделий и конструкций занимают отходы металлургического производства и его вторичные продукты.

Основной отличительной особенностью отходов металлургического производства является нестабильность их свойств. Проведенные работы по исследованию отходов металлургического производства и их использованию в производстве строительных материалов показали, что для этой цели с эффективностью можно использовать следующие их виды: доменные и конвертерные шлаки, шлаковую пемзу, аспирационную пыль, отсевы литого шлакового щебня, формовочную землю и т.д.

Для исследования отходов проводились рентгенофазовые испытания на дифрактометре ДРОН-3М, а также использовались типовые приборы и оборудование в соответствии с ГОСТами и стандартами.

Экспериментальные исследования составов шлаковых материалов с использованием этих отходов основаны на положениях полиструктурной теории композиционных материалов, а оптимизация этих составов выполнена с помощью плана экспериментов типа 3³.

Принцип полиструктурности позволил определить в самом начале экспериментальных работ уровень или масштаб структуры, на котором должны были решаться поставленные задачи. В соответствии с этим были приняты следующие факторы: удельная поверхность шлакового наполнителя и вяжущего, отношение шлакового наполнителя к вяжущему и фракция щебня. Из них первые два фактора характеризуют микроуровень, а последний – макроуровень шлакового композиционного материала. В качестве функции отклика принят предел прочности при сжатии шлакового композита после 28-суточного твердения.

Используя данные математического планирования, получили оптимальный состав шлакового композиционного материала на основе шлаковой пемзы и отсевов литого шлакового щебня. Данный состав обеспечивает отпускную прочность не ниже 80% от проектной и не позднее, чем через 4 часа после окончательной тепловлажностной обработки. Физико-механические характеристики этого состава следующие: средняя плотность – 1800…2100 кг/м³; предел прочности при сжатии – 20…30 МПа; водопоглащение – 3…7%; коэффициент водостойкости – 0,8…0,9.

На объектах ОАО «НЛМК» данный состав внедрен со значительным экономическим  эффектом.