Мелкозернистые бетоны
В роли вяжущего выступают бесклинкерные шлаковые вяжущие, а роль заполнителя выполняет гранулированный шлак и шлаковый песок. У таких бетонов прочность на сжатие равна 10-40 МПа.
Больше всего на прочность влияет, как у всех бетонов, это свойства всех компонентов смеси. Но в дополнение немаловажным является активность самих шлаковых вяжущих. Активность увеличивается с ростом измельчения помола (высокой удельной поверхностью вяжущих), а также при интенсивных способах уплотнения смеси (прессования, вибрирования и т.д.). Если всю технологию сделать правильно, то прочность бетона возрастает на 40-50% по сравнению со значением R (средней прочности) бетонов из мелких песков.
Мелкозернистые бетоны из шлаков выделяются еще и тем, что обладают высокой прочностью на растяжение и развитой деформативностью по сравнению с обычными.
В последнее время широко распространен такой метод производства, в котором вяжущим материалом выступает шлакопортландцемент, а заполнителем — отвальный доменный шлак. Шлак интенсивно дробят (увеличивают сцепление частиц) в установках ударного действия (шаровых мельницах). При этом в целях оптимизации зернового состава заполнителя кроме измельченного шлака применяют и недробленый — дабы улучшить структурные свойства будущего бетона.[3]
Мелкозернистые бетоны используются для изготовления немассивных конструкций, главным образом армоцементных, при заводском производстве железобетонных скорлуп и тонкостенных панелей, формуемых на вибропрокатных станах, а также тротуарных плиток и других изделий по комплексной вибротехнологии Н. В. Михайлова.
Бетоны на основе стеклобоя
В последние годы наряду с уже известными и традиционными в определенном смысле отходами особый интерес вызывает утилизация несортированного боя искусственных (техногенных) стекол, или просто —стеклобоя. Несортированный бой различных видов стекол (оконного, тарного, оптического и пр.) имеет довольно широкий диапазон химического состава. Плюс возможны посторонние примеси, попадание которых в сырьевую смесь не допустимо, если желательно получить стекло с определенным составом или качеством. Поэтому несортированный стеклобой, в огромных количествах образующийся в отвалах и на свалках, до сих пор не находит должного применения.
Следует отметить, что с экологической точки зрения стекло считается наиболее трудно утилизируемым отходом. Оно не подвергается разрушениям под воздействием воды, атмосферы, солнечной радиации, мороза. Кроме того, стекло — это коррозионностойкий материал, который не разрушается под воздействием подавляющего количества сильных и слабых органических, минеральных и биокислот, солей, а также грибков и бактерий. Поэтому стекло, как и сталь, способно сохраняться без особых разрушений десятки и даже сотни лет.
Ведутся разработки составов и технологий для получения различных видов строительных материалов на основе природных и техногенных стекол. Эти материалы не предусматривают использования традиционных вяжущих веществ (таких как цемент, известь, гипс) или заполнителей и позволяют полностью утилизировать стеклобой.
Создаваемые материалы с заданными регулируемыми свойствами можно использовать в разных областях.
В промышленном и гражданском строительстве (бетоны различного назначения, строительные растворы для наружных и внутренних работ, тепло- и звукоизоляция, отделка, благоустройство территорий и т.д.).
В атомной промышленности (бетоны радиационной защиты, негорючие теплоизоляционные покрытия и т.д.).
В химической промышленности (специальные бетоны, стойкие к агрессивным средам).
Энергосберегающая технология изготовления материалов на основе стеклобоя чрезвычайно проста: после сортировки, дробления, помола и рассеивания на фракции стекло можно считать полностью подготовленным для получения строительных материалов. Фракции стеклобоя более 5 мм используются в бетонах в качестве крупного заполнителя, мелкие фракции (менее 5 мм) — в качестве мелкого заполнителя (песка), а тонкомолотый порошок — как связующее.
Так как стеклобой при затворении водой не проявляет вяжущих свойств, то чтобы началась реакция гидратации, необходимо использовать активизатор в виде соединения щелочного металла. В щелочной среде стеклобой гидратируется с образованием кремниевых кислот, которые при достижении определенных значений кислотности среды начинают превращаться в гель. А гель, уплотняясь, омоноличивает крупные и мелкие фракции заполнителя. В итоге получается плотный, прочный и долговечный силикатный конгломерат — стеклобетон.
Отверждение материалов, изготовленных на основе стеклобоя, может происходить как в нормальных температурно-влажностных условиях при 20°С, так и при температурах 40—50°С в воздушно- сухих условиях, а для придания им специальных заданных свойств — в условиях тепловлажностной обработки при 85 ± 5°С или при повышенных температурах 300—400°С. На составы вяжущих композиций, бетонных смесей, а также способ получения поризованных бетонов получены авторские свидетельства и патенты.
Материалы на основе стеклобоя отвечают соответствующим требованиям действующих ГОСТов. Более того, они не уступают по своим общестроительным и функциональным свойствам современным аналогичным материалам на основе традиционных вяжущих. А по ряду показателей, таких как биостойкость, теплопроводность, кислотостойкость, даже превосходят их.[4]