Шлаки и золы. Часть 2

Силикатный распад обуславливается превращением двухкальциевого силиката 2CaO·SiO2 из кристаллической модификации плотностью 3,27 г/см3 в модификацию плотностью 2,97 г/см3, происходящее при температуре 675°C. При этом шлак подвергается распаду.

Известковый распад вызывается присутствием в шлаке свободной окиси кальция СаО, которая при контакте с водой  увеличивается в объеме примерно в 1,5-3 раза, что по сути и является причиной разрушения шлака.

Железистый распад происходит в результате превращения сульфидов железа в гидрат закиси железа и сероводород в процессе контакта сульфидов с влагой воздуха . При этом, происходит увеличение объема на 38%,  и шлак разрушается. Идентичный процесс можно наблюдать и при марганцевом распаде, когда сульфат марганца из шлака контактирует с влагой воздуха, что дает гидрат окиси марганца Мn(ОН)2 и сероводород.  Данный процесс сопровождается увеличением объема на 24%.

Такое свойство металлургических шлаков, как склонность к распаду, обязательно принимается во внимание при их использовании в качестве строительных материалов без предварительной термической обработки и для производства изделий строительного назначения.

По температуре плавления шлаки можно классифицировать на легкоплавкие - до 1350° С; средней плавкости - от 1350 до 1550° С и тугоплавкие, которые плавятся при температуре свыше 1550° С.

Металлургические шлаки применяют в строительстве для изготовления шлакопортландцемента, смешанных цементов и шлакового вяжущего вещества, для мощения дорог, шлакового литья, а также в качестве заполнителей в некоторых видах бетонов. Зачастую шлаки используют в изготовлении оранжевых и темных стекол, производстве динаса (как минерализующая добавка), точильных кругов, брусков и т. д.

К энергетическим отходам причисляют топливные шлаки и золы. Все виды твердого и отчасти жидкого топлива имеют неорганические вещества, которые не сгорают в процессе сжигания топлива, а остаются в виде минерального остатка. Если химический состав данного остатка таков при  температурах сжигания топлива не подвергается плавлению и не формирует легкоплавких эвтектик, то в результате он останется в виде рыхлого мягкого тонкодисперсного порошка, или золы. На вид и цвет золы оказывает влияние ее химический состав и количество примешанной к ней несгоревшей органической части топлива.

Если во время сжигания топлива минеральный остаток не подвергается расплавке даже частично, из него получается спекшаяся ноздревато-пористая или остеклованная, иногда внушительных размеров, масса - топочный или топливный шлак. В зависимости от сжигаемого топлива химический состав топливных шлаков и зол отличается большим разнообразием в количественном и в качественном соотношениях. Существуют каменноугольные, торфяные, буроугольные, сланцевые и другие шлаки и полы. Их количество зависит от состава топлива и сопутствующих ему пород.

Топливные шлаки применяют в качестве теплоизоляционного засыпочного материала, а также в качестве заполнителя в изготовлении легких бетонов и сырья в производстве клинкера, керамических плиток для полов и других изделий спекшегося окрашенного черепка.

Химический состав зол влияет на сферу их применения. Золы используют в изготовлении вяжущих веществ в качестве гидравлических добавок и в виде самостоятельных зольных цементов, а также в изготовлении бетонов и бетонных изделий и в качестве заменителя щелочей в производстве темных сортов стекла и окрашенных спекшихся керамических плиток и т. д.