Co to jest żużel i gdzie jest używany?

Żużel jest surowce wtórne pozyskiwane z odpadów przemysłu metalurgicznego. Powstaje z popiołu węglowego i produktu ubocznego wytapiania metali. Materiał ten jest szeroko stosowany w budownictwie. Zastanówmy się bardziej szczegółowo na temat cech żużla oraz jego właściwości technicznych i operacyjnych.

Podstawową zaletą stosowania materiałów nadających się do recyklingu jest bezodpadowa technologia wytwarzania materiałów budowlanych. Pozwala znacząco obniżyć poziom zanieczyszczenia środowiska. Ze względu na podwyższone parametry gęstości i wytrzymałości materiału przy pracy z bloczkami żużlowymi znacznie zmniejsza się ilość odpadów budowlanych gromadzonych podczas budowy budynku. Jednocześnie wszelkiego rodzaju żużle zachowują swoją lekkość i zdolność transportu.

Żużel to grupa syntetycznych krzemianów powstających na powierzchniach metalowych podczas procesu:

• odlewanie surowców metalowych;
• przetwarzanie stopów ciekłych;
• pozyskiwanie surowców z topników;
• odzysk rudy.

W zależności od charakterystyki składu chemicznego rozróżnia się następujące grupy żużli.

Podstawowy (na bazie CaO, MgO i FeO):

• tlenki - do 55%;
• tlenek glinu - w granicach 15%.

Kwaśny (SiO2, TiO2):

• tlenki - do 45%;
• tlenek glinu - w granicach 20%.

Neutralny (Ai2O3, ZnO):

• tlenki - do 47%.

Każdy żużel zawiera aluminium, magnez, a także mangan, krzem, siarkę i kilka innych pierwiastków.... W zależności od struktury składników roboczych i stężenia substancji aktywnych żużle uzyskują różne niestandardowe właściwości. Surowce te mogą mieć różne odcienie – od jasnoszarego po głęboką czerń, na rynku można znaleźć także fioletowe, a nawet perłowe kolory. Wszystkie te odmiany są poszukiwane w produkcji bloczków, przygotowaniu zaprawy betonowej i wykonaniu wylewania fundamentów.

Inna jest również tekstura żużli. Ona może być kamiennopodobny, porcelanopodobny, a także szklisty - zależy to od struktury chemicznej materiału nadającego się do recyklingu. Temperatury topnienia żużla wahają się od 360 do 450°C. Ciężar właściwy wynosi około 2,7 jednostki.

Jak każdy inny materiał budowlany, żużle mają swoje wady i zalety. Mówiąc o korzyściach, można wyróżnić następujące:

• wysoka odporność ogniowa - żużel nie zapala się i nie podtrzymuje spalania;
• długi okres eksploatacji - okres użytkowania takiego materiału wynosi 50 lat;
• różnorodność właściwości fizycznych i technicznych, w zależności od składu głównych składników surowców;
• koszt demokratyczny w porównaniu do kamienia, cegły i drewna;
• łatwość instalacji.

Jednak konsumenci podkreślają również wady takich surowców:

• higroskopijność - żużel nie nadaje się do pracy na terenach o częstych opadach, powodziach oraz w warunkach dużej wilgotności;
• Super siła - utrudnia realizację komunikacji inżynierskiej, czyniąc proces czasochłonnym i odpowiednio kosztownym;
• zwiększony przewodność cieplna.

Ponadto stężenie siarki i kwasów w żużlach przekracza normę. Co więcej, całkowite zwietrzenie wszystkich toksycznych pierwiastków następuje dopiero po roku.

Żużel jest materiałem masowym, jego ciężar właściwy odpowiada 2,6-3,7 grama na 1 m3. W przybliżeniu te same parametry są typowe dla naturalnych odmian kamieni. Ciężar właściwy surowców zmienia się w zależności od rodzaju żużla:

• dla bloku żużlowego - 2-2,5 t / m3;
• dla żużla kawałkowego - 2,1-2,9 t / m3;
• dla surowców wtórnych w postaci tłucznia – 1,1-1,2 t/m3.

Żużel hutniczy staje się produktem ubocznym każdej produkcji hutniczej. Istnieją trzy główne rodzaje takich surowców.

• Granulowany - ten żużel powstaje podczas chłodzenia żeliwa. Znalazł zastosowanie jako budżetowy odpowiednik mineralnych dodatków budowlanych.
• Nieziarniste - żużel powstaje poprzez chłodzenie powietrzem odpadów hutniczych, ich dalsze kruszenie i przesiewanie. Ten materiał jest poszukiwany jako wypełniacz do betonu asfaltowego w budownictwie drogowym. Ponadto surowce niegranulowane są poszukiwane w rolnictwie w przypadkach, gdy wymagane jest odtlenianie gleby.
• Pumeks żużlowy - surowiec ten nie posiada właściwości wiążących, dlatego stosowany jest głównie jako materiał dźwiękoszczelny lub termoizolacyjny. Jest często używany przy tworzeniu bloków z lekkiego betonu porowatego.

Żużle hutnicze to żużle wielkopiecowe, hutnicze i martenowskie.

• Surowce wielkopiecowe otrzymały maksymalną dystrybucję, są uzyskiwane podczas produkcji surówki. Z 1,6-2 ton rudy podczas przetwarzania powstaje 1 tona surówki i około 0,5-0,8 tony żużla.
• W piecach stalowniczych z 1 tony stali i 0,2-0,3 tony żużla uzyskuje się 2-2,4 tony rudy, 2 tony paliwa i 80 ton wody.
• W żeliwiakach, a także w piecach elektrycznych wydajność produktu żużlowego wynosi 0,2-0,3 tony na 1 tonę metalu.

Rzadziej w budownictwie wykorzystuje się odpady z hutnictwa metali nieżelaznych. Produkcja takich metali jest sama w sobie procesem kosztownym i bardzo pracochłonnym. Aby uzyskać tylko 1 tonę miedzi lub niklu, konieczne jest przetworzenie 200 ton naturalnej rudy, dlatego ilość żużla przy produkcji 1 tony takiego metalu często sięga 20-25 ton.Wynika to z faktu, że w środowisku naturalnym metale nieżelazne występują wyłącznie w postaci związków rozproszonych w skałach.

Zwykle, obecność w nich tlenków metali nie przekracza 4-5%, wszystko inne to tylko pierwiastki skalne (węglany, krzemiany, kwarc). Takie surowce są czarne i nie rozpadają się, ich gęstość waha się od 3300 do 3800 kg na 1 metr sześcienny. Parametr absorpcji wody wynosi 0,1-0,6%.

Podczas produkcji fosforu metodą elektrotermiczną powstają ziarniste żużle. Zawierają do 98% szkła, podstawą takiego materiału jest SiO2 i CaO... Ponadto zawiera drobinki tkaniny, okruchów gumy, papieru i materiałów polimerowych. W składzie mogą również znaleźć się produkty uboczne rafinacji ropy naftowej i inne dodatki – to znacznie ogranicza zakres stosowania takich żużli w budownictwie, chociaż można je wykorzystać, jeśli zachodzi potrzeba ocieplenia konstrukcji.

Zwykle paliwo spalane jest w komorach, w których ogrzewanie może osiągnąć 1300-1700 stopni. W takich warunkach związki konglomeratowe powstałe z mineralnej części surowca są uwalniane w postaci sproszkowanej masy. Drobne cząstki o wielkości nie większej niż 100 mikronów, których zawartość w popiele sięga 80%, wraz ze spalinami są odprowadzane z pieców i tworzą popiół lotny. Bardziej masywne cząstki osiadają i topią się, uzyskując szklistą lub grudkowatą formę - to popiół i żużel.

Procentowy stosunek takich surowców do popiołu lotnego zależy bezpośrednio od technologii wytwarzania. Na przykład w piecach ze stałą metodą usuwania popiołu do żużla trafia do 20% całego popiołu. W piecach, w których przewidziano płynne systemy usuwania żużla, do 45% przekształca się w żużel. W jednostkach cyklonowych tworzenie żużla wynosi 80-90% całkowitej ilości popiołu.Żużel popiołowy nazywany jest również węglem i węglem. W dzisiejszych czasach są one szeroko poszukiwane w branży przemysłowej. Taki surowiec różni się od wielkopiecowego zmniejszoną zawartością tlenku wapnia i podwyższonym stężeniem tlenku żelaza.

Popiół i żużel to czarny ziarnisty materiał nadający się do recyklingu. Ten kolor wynika z obecności żelaza w składzie surowca. Rzadziej spotykany w kolorze białym, oliwkowym, zielonym i brązowym. Odcień zależy od stężenia tlenków, przy rozdrabnianiu takiego żużla uzyskuje się szary piasek. Popiół i żużel powstają w wyniku spalania różnych rodzajów paliw:

• węgiel zawiera od 5 do 40% żużla;
• w węglu brunatnym stężenie żużli wynosi około 15%;
• w antracycie - do 35%;
• w drewnie - do 1,5%;
• w oleju opałowym - nie więcej niż 0,3%;
• w łupkach bitumicznych - od 50 do 80%.

Zakres stosowania żużli jest dość szeroki:

• produkcja betonu ciężkiego o kategorii wytrzymałości B15-B30;
• przygotowywanie mieszanek budowlanych;
• produkcja płyt stropowych, płyt betonowych, słupów, a także belek, dźwigarów i innych konstrukcji nośnych, w tym sprężonych;
• monolityczne budownictwo przemysłowe i mieszkalne;
• produkcja krawężników, kostki brukowej, a także płyt chodnikowych;
• wszystkie rodzaje budownictwa niskiej zabudowie (budowa garaży, piwnic i budynków gospodarczych).

Cement żużlowy jest szeroko stosowany, powstaje, gdy pokruszony żużel łączy się z cementem. Materiał ten uznawany jest za jeden z najtrwalszych i najbardziej niezawodnych w branży budowlanej.

• Beton żużlowy jest szeroko stosowany w produkcji płyt stropowych dla budynków wielokondygnacyjnych. Wynika to z faktu, że podwyższony poziom niezawodności takiego materiału decyduje o trwałości podłóg, co jest szczególnie ważne przy budowie konstrukcji mieszkalnych.
• Mieszanka kruszonego żużla i cementu jest pożądana przy budowie fundamentów... Stosowanie takich surowców jest uzasadnione w przypadkach, gdy ściany i dachy domów zbudowane są z lekkich materiałów budowlanych - taki fundament stanie się podstawowym podparciem całego budynku.
• Cement żużlowy jest poszukiwany do taśm wzmacniających w wielopiętrowym budownictwie mieszkaniowym. Materiał służy do wzmacniania poszczególnych modułów inżynierskich.
• Kompozycja oparta na cemencie i żużlu jest pożądana w produkcji konstrukcji podwodnych i podwodnych... Takie konstrukcje są narażone na wilgoć, a beton żużlowy z powodzeniem wytrzymuje tak negatywny wpływ.
• Mieszanka znajduje zastosowanie w niektórych rodzajach izolacji termicznej budynków mieszkalnych i przemysłowych.... Jego zastosowanie jest szczególnie efektywne w połączeniu z nagrzewnicami – ich tandem chroni przed wnikaniem zimnych mas powietrza.