2. Теоретические предпосылки использования отходов производства в качестве самостоятельных вяжущих или их компонентов

Минеральные вяжущие материалы представляют собой порошкообразные вещества, которые после затворения водой, а в отдельных случаях слабым раствором некоторых солей способны постепенно переходить из тестообразного (вязко-жидкого) состояния в твердое, приобретая свойства камня.

Ответственными в образовании вяжущих свойств являются следующие химические вещества и минералы: СаО, Са(ОН)₂ ,Са SО₄*0.5 Н₂О, СаSO₄ и минералы: алит, белит, целит и трехкальциевый алюминат.

Большинство отходов промышленности содержат в определенных количествах выше перечисленные компоненты. Можно предполагать, что при определенных условиях, в т.ч. при введение в них добавок они будут обладать свойствами вяжущих веществ.

Использование шлаков в качестве вяжущих и компонентов вяжущих

По химическому составу к активным относят шлаки содержащие СаО более 42%, серы (считая на _SO3) не более 4-5% и MgO не менее 2%.

Основными минералогическими определяющими активность шлака являются двухкальциевый силикат 2СаOSiO₂ (белит) и геленит 2СаО Al₂O₃SiО₂ (алюмосиликат кальция). Активность увеличивается с увеличением удельной поверхности.

Гранулированные доменные шлаки могут быть недроблеными, дробленными и молотыми (табл. 1).

Таблица 1.

Вид гранулированного шлака (доменные)	Удельная поверхность, см2/г, не менее	Содержание частиц мельче 0.28 мм, % не менее
Не дробленный	200	-
дробленный	800	30
молотый	3200	100

Без добавок активаторов твердения допускается применять недробленые гранулированные шлаки 1-го сорта, дробленные - 1-2 сорта, молотые 1-3 сорта.

Без активаторов твердения допускается использовать металлургические дисперсные шлаки (электросталеплавильные, ферросплавные и отвальные; доменные шлаки), содержащие не менее 70% частиц менее 1 мм 1-2 сортов.

Физико-химическая характеристика шлаков

Вид шлака	Сорт шлака	Коэффициент качества	Гидравлическая активность R, МПа 1 молотого,2.дробленного, З.не дробленного				Степень насыщения, U
Доменный гранулированный	1 2 3	1, 65-2,25 1,45-1.65 1,25-1,45	40 20-40 20	20 10-20 10	10 5-10 5	- - -
Дисперсный металлургический	1 2 3	- - -	- - -	10 5-10 5	- - -	0,70-1,00 0,55-0,70 0,55

Оценку гидравлическом активности доменных гранулированных шлаков производят при помощи коэффициента качества (основности) К : К = СаО + А1₂О₃+ MgО/ SiO₂ + ТIО₂ - при содержание MgО до 10%.

К- СаО + А1₂О₃+ 10/ Si₂ + TiO₂+ (MgO-10) при содержании MgО > 10%

Гидравлическая активность R может быть рассчитана по формуле:

R= Rmax(K- K₀), где R макс.

Гидравлическая активность шлаков Rmax= 50 М Па – для молотых шлаков; R = 25 М Па – для дробленных, R = 10 М Па – для не дробленных, К= 1,25 - коэффициент качества шлака, не проявляющего в обычных условиях твердения гидравлической активности.

Степень насыщенности дисперсных металлургических шлаков активными минералами рассчитываются по формулам:

-для электросталеплавильных и феррохромовых

Гидравлическая активность для дисперсных шлаков:

R = Rmax И ^2,73 где Rmax = 30 МПа

Разновидности вяжущих из шлака с различными добавками.