ВІДВАЛЬНІ ДОМЕННІ ШЛАКИ ЯК РЕСУРС ВИРОБНИЦТВА ШЛАКОЛУЖНИХ В'ЯЖУЧИХ

Abstract

Актуальність роботи пов'язана з вирішенням екологічних проблем при скороченні використання природних ресурсів, виділення СО2 при виробництві цементу та з пошуком шляхів створення альтернативних в'яжучих зі специфічними властивостями, одними з яких є шлаколужні в'яжучі (ШЛВ). Мета роботи полягала у вирішенні проблеми ресурсозбереження за рахунок виявлення корисних технічних властивостей відвальних доменних шлаків та обґрунтування їх утилізації як ШЛВ. Досліджено відвальні доменні шлаки ПАТ Дніпровський металургійний комбінат (ДМК), ПАТ «Запоріжсталь», ПрАТ «Маріупольський металургійний комбінат» (ММК),); ПАТ Алчевський металургійний комбінат (АМК); відвальний та гранульований доменний шлак ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг». Шлаки диспергували до питомої поверхні 2700–4950 см2/г. Для замішування використовували воду і 20 % розчин NaOH. Визначення консистенції вяжучого тесту проводили методом розпливу стандартного конуса на вібростолі. Міцність зразків ШЩВ визначали на пресі марки Р-5. Мінералогічний склад ШЛВ визначали методом рентгенофазового аналізу, проведеного на порошковому дифрактометрі Siemens D500. Відібрано фракції шлаків, що відповідають критеріям практичної утилізації: співвідношення оксидів головних елементів, відповідність вимогам модульної класифікації та величин коефіцієнтів якості та насичення. Взаємодія мінералів шлаків з агентами замішування підтверджується зміною мінералогічного складу ШЛВ порівняно з вихідним складом шлаків. Новоутворення представлені алюмосилікатами Са та Mg, карбонатними сполуками та фазами, що містять натрій і є продуктами гідратаційного твердіння. Різна природа продуктів твердіння ШЛВ свідчить про одночасну реалізацію контактно-конденсаційного та гідратаційного механізмів процесу. За мінералогічним складом ШЛВ на основі відвальних доменних шлаків займають проміжне місце між клінкерними цементами та ШЛВ на основі гранульованих доменних шлаків. Прогнозуються спеціальні властивості ШЛВ: тривалість наростання міцності у часі; ущільнення та зміцнення структури в результаті утворення карбонатних фаз; стійкість до сульфатної корозії; жаростійкість, що відкриває перспективу отримання бетонів цільового призначення на основі ШЛВ з використанням різних шлаків.