Сайт «УралНИИстром» обновился! Новый стиль — прежняя надежность.

Бетон и железобетон на шлаковых заполнителях

Содержание 

  1. Введение. Причины перехода на шлаковые заполнители; сырьевая база (доменные/сталеплавильные/энергетические шлаки), экономия природного щебня и песка.
     

  2. Свойства и классификация шлаков как заполнителей. Плотные и пористые шлаки; зерновой состав; примеси (сернистые соединения, металл). Нормативные рамки и испытания.
     

  3. Подготовка шлакового заполнителя. Охлаждение (водогрануляция/воздушное), дробление и сортировка, стабилизация объёмной устойчивости, пылеподавление; контроль насыпной плотности.
     

  4. Тяжёлые бетоны на плотных шлаках. Подбор составов, удобоукладываемость, водопотребность, прочность, морозостойкость, истираемость; влияние серы и щёлочности на коррозионную стойкость арматуры.
     

  5. Лёгкие бетоны на пористых шлаках. Плотность/теплопроводность, усадка и ползучесть, трещиностойкость; области применения ограждающих конструкций.
     

  6. Зола-унос и золо-шлаковые смеси как добавки/вяжущие. Влияние на реологию и долговечность; примеры изделий и режимы тепловой обработки.
     

  7. Железобетон на шлаковых заполнителях. Сцепление «бетон–сталь», карбонизация и коррозия, требования к преднапряжённому ЖБ.
     

  8. Технология и термообработка изделий. Пропаривание/прогрев бетонов на шлакопортландцементе и с золой; рекомендуемые температурно-временные режимы.
     

  9. Экономика/экология и опыт внедрения. Снижение дефицита заполнителей, утилизация ТЭЦ-отходов, примеры заводского применения.
     

  10. Приложения. Типовые требования и методы контроля, справочные таблицы.
     


Подробное изложение (по смысловым блокам)

1) Шлаки как источники заполнителей: сырьё, типы, риски

В сборнике систематизируются типы шлаков (доменные, сталеплавильные, цветной металлургии, фосфорные; а также золошлаковые отходы ТЭС) и обсуждается, какие из них допустимы как крупные/мелкие заполнители. Основной норматив для бетонов тех лет — линейка ГОСТ 5578 (для шлакового щебня/песка в бетонах) с диапазонами истинной плотности 1,7–3,6 т/м³, а также требования к грансоставу и вредным примесям.
Ключевой риск — сернистые и сернокислые соединения: для щебня S ≤ 2,5 % (по массе), превышение требует дополнительных исследований, особенно для преднапряжённого ЖБ. Это закреплено в ГОСТ 5578-76/-94 и повторяется в текущих редакциях/обзорах. 

2) Подготовка и контроль качества шлаковых заполнителей

Показано, что свойства зависят от охлаждения (водогрануляция → стекловидность/мелкозернистость; воздушное охлаждение → кристаллизация, возможность плотного щебня), а также от дробления/сортировки. Для тяжёлых бетонов подчёркивают минимальные насыпные плотности: ориентиры для плотных шлаков — ~≥ 1000 кг/м³ для щебня (и выше для песка), чтобы не «провалиться» по маркам тяжёлого бетона.
Контроль: зерновой состав, лещадность, пылевидные и слабые зерна, морозостойкость, а также объёмная стабильность (предотвратить поздние расширения). 

3) Тяжёлые бетоны на шлаковых щебнях

В разделе (и отдельных статьях) сравниваются прочность/жёсткость/износостойкость тяжелых бетонов на плотных шлаках с бетонами на природных щебнях: у сталешлака часто выше прочность и износостойкость, но надо следить за усадкой/объёмной стабильностью и коррозионной обстановкой для арматуры (сера, щёлочи). Современные обзоры подтверждают эти тенденции (лучше износ/прочность, сложнее удобоукладываемость и объёмная стабильность).
Отдельные нормы и методички проговаривают ограничения для преднапряжённых конструкций и требование специсследований при S > 2,5 % — сборник аккуратно увязывает это с реальным заводским контролем. 

4) Лёгкие бетоны на пористых шлаках

Пористые шлаки — база для лёгких бетонов; ключевые показатели — средняя плотность/λ-теплопроводность, усадка/ползучесть и трещиностойкость ограждающих конструкций. В работах того времени лёгкие составы на золо-шлаковых сырьёвах рассматривались как способ разгрузки ограждений и панелей при приемлемой прочности. (Обзор по лёгким бетонам и пористым заполнителям — для общего бэкграунда.) 

5) Зола-унос и золо-шлаковые смеси: добавки и вяжущие

Хотя фокус сборника — шлаковые заполнители, статьи затрагивали золы ТЭС (в виде минеральной добавки/компонента вяжущего) — это видно по сопутствующим работам авторов сборника («применение золы ТЭС в несущих конструкциях», «тяжёлый бетон с повышенной дозировкой золы» и т. п.). Параллельные «Рекомендации…» НИИЖБ (1986) дают регламент по дозировкам и режимам тепловой обработки бетонов с золой/шлаком. 

6) Железобетон на шлаковых заполнителях: сцепление и долговечность

Критические вопросы для ЖБ: сцепление стержня в бетоне на шлаках (структура переходной зоны), карбонизация/проницаемость и коррозия арматуры при наличии сернистых соединений и растворимых солей. Нормы требуют проверок при проектировании преднапряжённого ЖБ и при работе во влажно-агрессивных средах; сборник сопоставляет результаты стендовых испытаний и заводской практики. 

7) Технология, пропаривание и тепловая обработка

Для изделий из бетона с золой/шлаками приводятся режимы пропаривания (предвыдержка → подъём Т → изотермика → охлаждение), типичные 90–95 °С в изотермике и минимальные выдержки порядка ≥ 8 ч (для портландцементных и шлакопортландцементных систем с золой), с увязкой под требуемую раннюю прочность и трещиностойкость. 

8) Экономика/экология и «кейсы»

Снижение потребления природного щебня и утилизация отходов ТЭС — две сильные стороны. В сборнике приводились примеры внедрения (в т. ч. крупнопанельное домостроение, напольные и дорожные элементы, монолит), с обсуждением энергосбережения и пылеулавливания. (Отдельные публикации авторов сборника 1975–1987 гг. показывают масштаб практики.)

Хотите получить консультацию эксперта?
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время. Мы готовы предоставить консультацию по выбору материалов, расчетам и вопросам эксплуатации.