Lánek – Aplikace strusek v dopravním stavitelství

Struska je recyklovatelný materiál, který se často používá ve stavebnictví jako plnivo při přípravě betonových směsí. Průmyslové odpady se liší chemickým složením a fyzikálními vlastnostmi a jejich cena je výrazně nižší než u jiných kameniv. Díky tomu je struska velmi oblíbeným materiálem při stavbě silnic. Kromě toho se minerální vlna, škvárové bloky, pemza, odlitky a mnoho dalšího vyrábí z recyklovaných materiálů. Díky použití recyklovaných materiálů je zajištěna bezodpadová technologie výroby stavebních materiálů a výrazně se snižuje míra znečištění životního prostředí.

Američané poprvé začali používat strusku při stavbě silnic již v roce 1908. Technologie se osvědčila a začaly ji používat i další země.

Hutní strusku lze využít při výstavbě dálničních náspů při nové výstavbě. Struska může být také použita jako drť v podkladních vrstvách vozovky nebo ve směsích drceného kamene a písku, které se ukládají do podkladních vrstev. V současné době je zvažována problematika použití strusky v cementobetonových směsích pro stavbu komunikací s cementobetonovou vozovkou.

Je třeba poznamenat, že struska na různých skládkách má heterogenní strukturu a různé vlastnosti, ale to není problém. Dodavatelé i náš ústav disponují moderními laboratořemi, které dokážou vyhodnotit možnost použití těchto strusek. Velmi perspektivní může být jejich použití s ​​přídavkem pojivových materiálů pro stavbu svrchních vrstev místních komunikací.

Hutní a fosforové strusky jsou dobrou surovinou pro výrobu stavebních hmot. Rozmístění strusek, i když nerovnoměrné, po celé zemi ještě více zefektivňuje jejich využití, protože se zkracuje vzdálenost, ze které se materiály dopravují na staveniště. V největší míře se využívá železná metalurgická struska, zejména vysokopecní struska. Více než 50 % vysokopecní strusky se zpracovává na granulovanou strusku.

V zahraničí se používají ocelové strusky. Při stavbě silnic je účelnější použít drť z nich do asfaltobetonových vozovek. Drcená ocelová struska a asfaltový beton na ní mají vysokou odolnost proti opotřebení a mají potřebné třecí vlastnosti, které poskytují povlaku požadovaný koeficient adheze. Ocelová struska s vysokým obsahem fosforu se zpracovává na hnojiva. Roční produkce těchto strusek je asi 15 milionů tun ročně. Strusky z neželezné metalurgie jsou však cennými surovinami pro získávání celého komplexu kovů, které v nich zůstávají po vytěžení hlavního produktu, což omezuje jejich použití ve stavebnictví. Mají určité odlišnosti od strusek z metalurgie železa. Ve struskách metalurgie neželezných kovů se prakticky nevyskytuje oxid manganu, tím méně oxid vápenatý a oxid hořečnatý. Zároveň obsahují až 50 % oxidu železnatého, a proto mají vysokou skutečnou hustotu (2,8-4,9 g/cm3). Ve srovnání se struskami z metalurgie železa jsou strusky z metalurgie neželezných kovů tepelně a elektricky vodivější. V silničním stavitelství je z 1 mil. tun cca 0,7 mil. tun využito především na stavbu podkladů z drceného kamene a přípravu asfaltobetonových směsí na bázi drceného kamene a písku ze strusky z výroby mědi a niklu.

Struska z výroby fosforu je ve srovnání s metalurgickou struskou méně běžným materiálem. Při roční produkci více než 1,5 mil. m3 se na stavební materiály zpracuje cca 0,6 mil. m3. Z tohoto množství se na výstavbu komunikací nevyužívá více než 0,26 mil. m3.

Drcený kámen a písek se používají do asfaltu a cementového betonu, do podkladů a dodatečných vrstev vozovek a do násypů. Drcený kámen se získává drcením a tříděním strusky vzniklé na skládkách analogicky se zpracováním přírodních hornin nebo pomalým chladnutím tekuté strusky odváděné ve vrstvách. Průměrná hustota lité drti je vyšší než drť ze skládek. Vyrábí drcený kámen frakcí 5 – 120 mm.

Granulovaná struska je široce používána jako surovina pro výrobu hydraulických pojiv, písku do betonu a asfaltového betonu a jako tepelně izolační materiál. Granulované strusky z aktivních vysokopecních strusek lze použít jako samostatné pojivo při stavbě podkladů a obkladů ze zemin a kamenných materiálů ošetřených pojivy. Granulovaná struska se vyrábí rychlým ochlazením kapalné strusky. Jeho vlhkost může dosáhnout 10 %, objemová hmotnost závisí na chemickém složení a způsobu výroby. Ve většině případů je to méně než 1200 kg/m3.

Pouze v betonu je použití struskového drceného kamene a písku poněkud omezeno. To platí zejména pro silniční beton.
Zkušenosti však ukazují, že pomocí strusky je možné vyrobit beton s pevností v ohybu 5,2-6,4 MPa a pevností v tlaku 30-45 MPa. K přípravě betonu byly použity měděné tavicí strusky obsahující 13–39 % oxidu železitého, 31–49 % oxidu křemíku, 8–16 % oxidu vápenatého a 10–11 % oxidu hlinitého. Drcený kámen určený pro použití do betonu měl průměrnou hustotu 2,90 g/cm3, pórovitost asi 3-8 %, nasákavost do 1 % a opotřebení v regálovém bubnu asi 30 %. K přípravě cementového betonu byl použit drcený struskový kámen o zrnitosti 20–40 a 5–20 mm. Spotřeba cementu třídy 500 byla 300–330 kg. Poměr voda-cement je 0,38–0,5.

Vliv granulované strusky na vlastnosti betonu byl testován na směsích, ve kterých se obsah granulované strusky měnil od 0 do 100 % každých 20 %. Pro srovnání byly vzorky připraveny na drceném žulovém kameni. Výsledky studie ukázaly, že pevnost betonu v tlaku se zvyšuje o 0–20 % se zvyšujícím se obsahem granulované strusky od 21 do 29 % a při dalším zvyšování se prakticky nemění.

Pevnost betonu na křemenném písku a drti ze strusky je 70% pevnosti betonu stejného složení na žulové drti. Rozdíl v pevnosti lze vysvětlit vysokým obsahem skla ve strusce a mírnou drsností povrchu drceného kamene z ní vyrobeného. Pevnost v tlaku byla 39,6–28 MPa.

Pevnost v tahu (ohybu) je prakticky nezávislá na složení betonu a je rovna 6,3–5,1 MPa. Maximální hodnota platí pro beton na bázi žulové drti a písku, minimální hodnota platí pro beton na bázi struskové drti a 40 % granulované strusky. Pro praktické použití se doporučuje beton s 20-60% granulované strusky z celkového množství písku.
Po testování mrazuvzdornosti (100 cyklů) se pevnost vůči stáří 28 dnů snížila pouze u směsí obsahujících 100 a 80 % granulované strusky.

Zkušenosti s používáním odpadní strusky z měděné tavby v betonu tedy ukazují možnost jejího využití.

Beton na bázi lité niklové strusky má vyšší mechanické vlastnosti než beton na bázi žulové ruly bez ohledu na plasticitu směsi a spotřebu cementu, která se pohybovala od 200 do 400 kg na 1 m3 betonu.

Pevnost v tlaku se měnila v souladu se spotřebou cementu pro beton starý 28 dní (směs se zpracovatelností 60 s z 24,2 na 42,7 MPa).

Granulovaná niklová struska, stejně jako granulovaná struska z tavení mědi, je kompletní složkou betonu. Beton na bázi granulované strusky má dostatečnou zpracovatelnost. Někdy má beton vyrobený z granulované strusky vyšší pevnost než beton vyrobený z místního stavebního písku.

Současně je třeba poznamenat, že beton vyrobený z granulované strusky má často díky své velké velikosti a hranatosti zrn horší plastické vlastnosti než beton vyrobený z říčního písku. Pevnost je přitom o 15-25 % nižší, což vede k nutnosti používat granulovanou strusku spolu s říčním pískem v poměru 1:1.

Odpad z výroby zinku je pro beton nevhodný, protože vzorky staré 28 dní byly snadno zničeny rukou. Vysvětluje se to velmi pomalým tuhnutím cementu, které je ovlivněno přítomností zinku, respektive uhličitanu zinečnatého, který výrazně prodlužuje dobu tuhnutí hydraulických pojiv. Když je obsah uhličitanu zinečnatého asi 0,3 % hmotnosti cementu, je pozorováno znatelné zpomalení tvrdnutí betonu. Všechny studované odpady z výroby zinku mají vysokou reaktivitu.

Pemza vzniká bobtnáním strusky s rychlým následným ochlazením. Objemová hmotnost pemzy je menší než 1000 kg/m2. Pemza může být ve formě drceného kamene nebo štěrku. Pemza v betonu podobná štěrku je ekonomičtější než drcená pemza. Při stavbě silnic lze pemzu použít na podklady vozovek, když jsou ošetřeny pojivy. Takové vrstvy působí jako tepelná izolace. Pemza se také používá k přípravě lehkého betonu.

Lití – dlažební kostky, desky na podlahy a chodníky, obrubníky, trubky se vyrábí z roztavené strusky speciální technologií. Pevnost odlitku je velmi vysoká: pevnost v tlaku je 200-400 MPa, pevnost v ohybu je 40-50 MPa. Pro srovnání by měla být specifikována pevnost v ohybu betonu pro dálnice, která nepřesahuje 5 MPa. Lité trubky se vyrábějí ze strusky pro zabezpečení důlních děl. Jejich výkon je vyšší než u betonových trubek, zejména v prostředí s agresivními vodami. Struskové licí trubky se používají k dopravě abrazivních sypkých materiálů.

Lití metalurgické strusky je druh kamenného materiálu. Výrobky z odlévání kamene a strusky nacházejí široké uplatnění v chemickém, uhelném, těžebním, hutnickém, energetickém a jiném průmyslu, ale i ve stavebnictví, dopravě a zemědělství. Lité výrobky účinně nahrazují kov při práci v abrazivních a agresivních podmínkách, beton a železobeton – v průmyslu, vodním stavitelství a silničním stavitelství.

Při volbě surovin pro výrobu litých výrobků se stanovenými vlastnostmi je nutné vzít v úvahu nejen materiálové složení suroviny, ale také podmínky krystalizace. Surovina by měla mít nízký bod tání, produkovat taveninu, která dobře plní formy, a rozsah kolísání oxidů by neměl přesáhnout 3 % hmotnosti. Pro výrobu litých výrobků jsou vhodné strusky se sníženým obsahem oxidu vápenatého a síry. Oxid vápenatý by měl být nižší než 0 %. Ve většině případů je jeho výše omezena na 20-10%.

Lité výrobky z niklové strusky mají pevnost v ohybu 74 MPa a nasákavost 0,13 %.
Ze strusek z tavení mědi byly získány výrobky s pevností v tlaku větší než 100 MPa a pevností v tahu 5-10 MPa.

Výrobní strusky olova a zinku jsou také dobrou surovinou pro výrobu litých výrobků. Po přidání do strusky obsahující 45 % oxidu křemičitého, 10 % oxidu hlinitého, 9 % oxidu hořečnatého, 16 % oxidu vápenatého, 20 % křemenného písku byla získána struska-sitall s pevností v tlaku 490-510 MPa a pevností v ohybu 150 MPa. .

Kombinace vysoké pevnosti, odolnosti proti opotřebení a chemické odolnosti ve všech agresivních prostředích umožňuje použití těchto materiálů v různých odvětvích národního hospodářství. Odlévané výrobky z olověné strusky mají tyto mechanické vlastnosti: pevnost v tlaku 170-230 MPa, mikrotvrdost 6000-7000 MPa.

Hlavním typem výrobků je granulovaná struska a drcený kámen. Struskové pojivo pro výrobu betonu, zpracování kamenných materiálů a zemin se připravuje z granulované a odpadní strusky. Téměř všechny strusky jsou vhodné pro výrobu pojiv. Pro dosažení maximálního účinku je však nutné zvolit optimální složení pojiva a optimální podmínky pro jeho vytvrzení. Toho lze dosáhnout klasifikací strusek jako surovin pro získávání pojiv. V klasifikaci jsou strusky seřazeny sestupně podle své aktivity: od strusek, které vyžadují malé přídavky aktivátorů tvrdnutí a nízkých teplot (20-100 °C), po strusky s nízkou aktivitou, které vyžadují zvýšené dávkování aktivátorů tvrdnutí a zpracování při vysoký tlak a teplota (150-200 °C) .

Velmi často působí jako aktivátory cement a vápno. Pro urychlení tuhnutí se přidává sádra. Pro přípravu hydraulických pojiv se nejvíce používají strusky z metalurgie železa. Strusky z neželezné metalurgie lze použít k přípravě pojiv vytvrzovaných v autoklávu. Mletá struska 70-80%, vápno nebo cementový slínek 15-25%, sádra 5% tvoří pojivo, na jehož základě se vyrábí beton třídy 100-400. Ze strusky lze získat vápenostruskový cement o aktivitě až 15,0 MPa.
Výrobci stavebních materiálů přitom ze země těží obrovské objemy žuly. Produkty spalování paliva a emise maziv poškozují životní prostředí. Nenávratně ničí půdu a hloubí hluboké lomy.

Použití strusky tak může snížit negativní dopad na přírodu a pomoci snížit náklady na výrobu stavebních materiálů.

V článku jsou použity materiály z následujících zdrojů:

Je uvedena klasifikace odpadů z hutní výroby. Stručné informace jsou uvedeny o použití strusky z hutních závodů v různých odvětvích národního hospodářství a průmyslu, včetně výroby stavebních materiálů jak v Rusku, tak v zahraničí, zejména v evropských zemích. Nejběžnější použití strusek jsou podrobně zkoumána podle jejich chemického složení. Na základě revidované literatury byla dokončena klasifikace oblastí pro racionální využití hutnických strusek. Hledání racionálních způsobů využití metalurgické strusky má velký význam jak pro světovou ekologii, tak pro různá odvětví národního hospodářství a průmyslu, včetně průmyslu stavebních hmot.

hutnické strusky
ocelová struska
vysokopecní struska
elektroocelářské strusky
chemické složení
průmysl stavebních materiálů

1. Budnikov P.P. Granulované vysokopecní strusky a struskové cementy / P.P. Budnikov, I.L. Značko-Javorskij. − M.: Státní nakladatelství stavební literatury, 1953. − 223 s.

2. Zadek Yu.M. Chemická technologie pojiv: učebnice pro vysoké školy / Yu.M. Butt, M.M. Sychev, V.V. Timašev; pod generálem vyd. V.V. Timasheva. – M.: Vyšší. shk., 1980. – 472 s.

3. Evtushenko E.I. Komplexní zpracování odpadů s obsahem kovů. – Belgorod: BelGTASM, 1996. – 60 s.

4. Problémy rozvoje bezodpadové výroby / B.N. Laskorin, [et al.] – M.: Stroyizdat, 1981. – 207 s.

5. Lesovik V.S. Granulované strusky při výrobě kompozitních pojiv / V.S. Lesovik, M.S. Ageeva, A.V. Ivanov. // Bulletin BSTU im. V.G. Shukhova. – 2011. – č. 3. – S. 29−32.

6. Lesovik V.S. Kompozitní pojiva využívající vysokohořčíkový odpad z ložiska Kovdor / V.S. Lesovik, M.S. Sheichenko, N.I. Alfimová // Bulletin BSTU im. V.G. Shukhova. − 2011. − č. 1. − S. 10−14.

7. Umělé produkty při výrobě suchých stavebních směsí / V.S Lesovik, L.Kh. Zagorodnyuk, L.D. Shakhova. – Belgorod: Nakladatelství BSTU pojmenované po. V.G. Shukhova, 2011. – 196 s.

8. Zpracování strusky a bezodpadové technologie v metalurgii / M.I. Panfilov, [et al.] – M.: Metalurgie, 1987. – 238 s.

9. Rekus I.G. Základy ekologie a racionálního využívání přírodních zdrojů / I.G. Rekus, O.S. Shorina. – M.: Nakladatelství Moskevské státní univerzity polygrafického umění, 2001. – 146 s.

10. Royak S.M. Struktura vysokopecních strusek a jejich činnost / S.M. Royak, A.V. Pjačev, Ya.Sh. Školák // Cement. 1978. – č. 8. – S. 4-5.

11. Technologie pojiv / V.N. Jung, [et al.] – M.: Státní nakladatelství literatury o stavebních materiálech, 1952. – 560 s.

Hutní strusky se dělí podle druhu taveného kovu na vysokopecní, otevřenou nístěj, konvertorové, elektroocelářské, feroslitiny a kuplovny. Roční produkce hutnických strusek činí stovky milionů tun, včetně vysokopecních strusek – 50 mil. tun, ocelářských strusek – 23 mil. tun, feroslitinových strusek – 5 mil. tun [2].

Základem metalurgických strusek jsou oxidy CaO, SiO2, MgO a FeO. Podle chemického složení mohou být ocelářské strusky zásadité a kyselé. Hlavní strusky jsou klasifikovány do tří typů podle poměru CaO/SiO2: CaO/SiO2 ≤ 1; CaO/Si2 = 1,6–2,5; CaO/Si2 > 2,5. Kyselé strusky se skládají převážně z SiO2 (50–65 %) a určitého množství bazických oxidů FeO (10–20 %) a MnO (10–30 %) (obr. 1).

Hlavní překážkou efektivního využití ocelářských strusek je proměnlivost chemického a mineralogického složení, nestabilita tvářecí struktury a následně i kolísání vlastností vyráběných struskových produktů. Strusky obsahují kromě FeO vyšší oxidy železa Fe3O4 a Fe2O3. Síra ve struskách se nachází ve formě sulfidů nebo síranů Ca, Mn a Fe. V některých případech strusky obsahují oxidy Ti, B, V a řadu dalších sloučenin. Oxidy obsažené ve strusce se dělí do tří skupin: kyselé (SiO2, P2O5, SO2, SO3); zásadité (CaO, MgO, FeO); amfoterní (Al2O3). Metalurgické strusky jsou obvykle slitiny bazických oxidů s SiO2, což jsou převážně silikátové útvary, a proto se někdy klasifikují podle poměru počtu atomů kyslíku obsažených v SiO2 k počtu atomů kyslíku obsažených v bazických oxidech. Poměr CaO/SiO2 se široce používá k charakterizaci vysokopecních strusek. Ale vzhledem k významnému obsahu Al12O3 a MgO ve strusce se používají i poměry (CaO + MgO)/SiO2; (CaO + MgO)/(SiO2 + Al2O3) a další, složitější. Studium vlastností vícesložkového systému představuje velké potíže, proto je takový systém konvenčně redukován na tří- nebo čtyřsložkový systém. Výsledky studií třísložkového systému jsou doplněny informacemi o vlivu dalších složek na něj [1]. Mnoho metalurgických strusek má podobné chemické složení jako portlandský cement. Jejich využití pro stavební účely přispívá nejen k rozšíření výroby mnoha stavebních materiálů, ale také k výraznému snížení jejich nákladů. Z celkového objemu ocelářské strusky vyrobené u nás se ročně zpracuje více než 2,5 milionu tun, z toho asi 1 milion tun směřuje k přepracování v hutních provozech na těžbu kovu, přibližně stejné množství se použije na výrobu drceného kamene, 330 tisíc tun se odešle na výrobu hnojiv a jen malá část se využije na výrobu vlny [6–10 strusky].

Rýže. 1. Klasifikace odpadů z hutní výroby

S rostoucím nedostatkem vysokopecní strusky se otázka recyklace ocelářské strusky stává velmi důležitou.

Ocelové strusky mají zušlechťující účinek a čistí ocel od škodlivých nečistot, jako je fosfor a síra. Zároveň chrání kov před oxidací plynnou fází. V elektrometalurgických procesech hraje struska navíc roli zátěžového odporu. Vysokoteplotní tavenina při nepřetržitém pohybu v tavicí jednotce ničí vyzdívku mechanickým smýváním a také chemickým rozpouštěním složek vyzdívky. Je známo, že každý systém usiluje o dosažení rovnovážného stavu. V důsledku toho přechází z kovu do strusky řada cenných prvků nezbytných pro kov, což způsobuje zvýšenou spotřebu dezoxidačních legovacích přísad. Vzhledem k účelu strusek a jejich funkcím v ocelářských procesech jsou na ně kladeny určité požadavky z hlediska fyzikálních a chemických vlastností. Musí být tekuté, mít vysoké rafinační vlastnosti a nízkou viskozitu a také být inertní nebo minimálně agresivní vůči vyzdívce pece. Rozdělení ocelárenských strusek podle typů výroby je uvedeno na Obr. 1. Mezi struskami z ocelářské výroby mají největší podíl strusky z otevřené nístěje.

Vysoký obsah kovových vměstků znesnadňuje jejich zpracování a použití. Obzvláště obtížné pro následné zpracování a použití představují metalurgické strusky, které jsou náchylné k rozkladu silikátů [5].

Velkou rezervou pro získávání velkotonážních surovin pro výrobu stavebních hmot jsou ocelárenské strusky, jejichž produkce do 90. let minulého století v zemi přesáhla 23 milionů tun, z tohoto množství se však v průmyslu stavebních hmot využívá pouze 6,9 ​​milionů tun.

Hlavní část ocelářské strusky se při stavbě silnic používá ve formě drceného kamene, což výrazně snižuje výši nákladů a současně zlepšuje kvalitu vozovek. Kromě toho lze zpracované produkty použít jako minerální hnojiva. Otevřené škváry mají nestabilní strukturu, ale po dlouhodobém stárnutí jsou vhodné pro použití jako plnivo do betonu.

Praxe předních podniků a výpočty Uralského výzkumného ústavu železných kovů (UralNIIChM) ukazují vysokou účinnost získávání drceného kamene, minerálního prášku a místních pojiv z ocelářské strusky. Bylo zjištěno, že některé elektroocelářské strusky lze také použít jako hydraulické přísady při výrobě portlandského cementu. Jejich širokému využití v cementářském průmyslu brání extrémně pestré chemické a mineralogické složení strusek a také významné kovové inkluze [9].

Pro zlepšení efektivního provozu metalurgického podniku OJSC OEMK vědci z Belgorodské státní technologické univerzity pojmenované po V.G. Shukhov vyvinul technologii air-dry pro zpracování strusek, která zajišťuje relativní stabilitu vlastností výsledných struskových produktů [3–5]. Poskytuje obsah kovového železa potřebný pro výrobu řady stavebních materiálů s minimálními provozními náklady. Podmínky chlazení vzduchem navíc přispívají k zachování nestabilní namáhané struktury vzniklé ve fázi silikátového rozkladu všech struskových minerálů. Výsledky laboratorních a průmyslových zkoušek prokázaly zásadní možnost a technologickou proveditelnost použití OEMK strusek získaných technologií primárního zpracování suchou cestou pro výrobu vápenopískových cihel. Vyvinutá technologie sušení vzduchem pro zpracování samorozpadových elektroocelářských strusek umožňuje zlepšit ekologickou situaci a snížit nebezpečí výbuchu v struskové části beranidla. Na základě takovýchto strusek je možné získat autoklávované pojivo aktivací strusky alkáliemi s minimálními energetickými náklady na výrobu [3, 6–10].

Granulace ocelářských strusek je obtížná, nicméně studie a praktické experimenty ukazují možnost granulace těchto strusek [11].

Na základě provedeného výzkumu bylo zjištěno, že na bázi OEMK strusek je možné získat sklokrystalické materiály se specifikovanými vlastnostmi.

V zahraničí s rozvinutým hutním průmyslem jsou všechny vysokopecní strusky a značná část ocelářských strusek recyklovány [4, 11]. Vyspělé země světa berou problematiku recyklace druhotných zdrojů mimořádně vážně, přičemž zvláštní postoj projevují evropské státy – členové Evropské unie [4].

Nejvýraznější je postoj k tomuto problému v Německu, kde již v roce 1949 byla zorganizována speciální vědeckotechnická společnost REPZ pro komplexní studium vlastností hutnických strusek za účelem jejich následného využití v průmyslu a zemědělství v Německu. V Německu byly přijaty zákony, které překlasifikovaly hutnické strusky z odpadu na vedlejší produkty výroby. A již v roce 1995 padlo obdobné rozhodnutí vyřadit hutní strusku z Evropského katalogu odpadů a Evropských pravidel pro nakládání s odpady v Evropském společenství. Zároveň je pro každý druh strusky vypracován seznam výrobních faktorů, které ovlivňují jejich vlastnosti a určují typy výrobních oblastí, kde je lze s největším přínosem využít. Podniky, které vlastní strusky a zajišťují soulad se stanovenými kritérii kvality, obdrží zvláštní certifikát od sdružení pro kontrolu kvality, načež mohou umístit odpovídající certifikační značku na přepravní doklady.

Německý výzkumný ústav pro metalurgické strusky REPZ se stal jádrem celoevropské struskové asociace EUROSHLAK, která byla založena v roce 2000 Evropskou konferencí strusky v Düsseldorfu. Podle EUROSHLAK bylo z 25 milionů tun vysokopecní strusky vyrobené v roce 2000 v evropských zemích využito téměř 100 %. Celkový objem ocelářských strusek v roce 2000 činil 16,8 mil. tun: konvertorové strusky (asi 60 % z celkového objemu), elektroocelářské strusky (asi 30 %). Zbývajících 10 % tvoří struska ze sekundárních metalurgických procesů. V zahraničí se ocelářské strusky používají ve třech hlavních oblastech: v zemědělství – pro vápnění půd, v silničním stavitelství – pro stavbu silnic a také jako železo obsahující materiál pro sekundární přetavování ve vysokých pecích. Hlavním směrem zpracování strusky v USA, Anglii, Francii a Maďarsku je výroba drceného kamene ze vzduchem chlazené strusky v rýhách přímo u vysokých pecí nebo mimo ně. Ocelářské strusky se začaly ve velkém používat v roce 1967 [4–5].

Snížení výtěžnosti vysokopecních strusek a změny v technologii výroby železa a oceli vedly k nárůstu používání ocelárenských strusek samotných nebo v kombinaci s vysokopecními struskami pro stavbu silničních základů, jako železniční štěrk, v bitumen-minerálních směsích a také jako plniva do betonu [3].

Analýza dostupných informací o použití ocelářských strusek nám umožnila navrhnout klasifikaci směrů použití těchto strusek, jak je znázorněno na Obr. 2.

Rýže. 2. Klasifikace směrů pro použití strusek

Hlavní oblasti použití ocelářské strusky jsou: stavebnictví, silniční stavby, železniční stavby, zemědělství, využití malých frakcí strusky jako adsorbentů, sekundární zpracování ve vysokých pecích za účelem získávání dalšího množství kovu, získávání vysokopecní strusky a použití pro zásypové směsi v důlních dílech. V silničním stavitelství v Ruské federaci našel odpad z výroby oceli největší uplatnění. Zvláště zajímavé je použití strusky z OEMK v zemědělství. Samorozpadové strusky se již řadu let díky obsahu cenných mikroprvků úspěšně používají jako minerální hnojiva pro dezoxidaci půd osevních ploch, zajišťující vysoké výnosy různých zemědělských plodin.

Vědci prokázali možnost použití rozpadajících se strusek jako adsorbentů pro čištění odpadních vod od iontů těžkých kovů. Dosud bylo nashromážděno určité množství zkušeností s používáním ocelářských strusek ve stavebnictví. Zkušenosti s používáním ocelárenské strusky jako složky cementových surovinových směsí ve společnosti JSC Oskolcement a rovněž jako surovinové složky pro výrobu silikátového betonu [9–11].

Provedené studie prokázaly, že strusky OEMK lze při vhodném dodatečném zpracování použít jako plniva do různých pojivových kompozic a také jako plniva a nastavovadla při výrobě suchých stavebních směsí pro různé funkční účely. Pozornost si zaslouží zkušenosti s používáním strusek OEMK při plnění důlních děl.

Práce byly provedeny v rámci realizace strategického rozvoje BSTU pojmenované po. V.G. Shukhova pro roky 2012–2016.

Recenzenti:

Bessmertny V.S., doktor technických věd, profesor, vedoucí sekce technologie skla, Belgorodská státní technologická univerzita pojmenovaná po V.G. Shukhova, Belgorod;

Kharkhardin A.N., doktor technických věd, profesor katedry masmédií a kybernetiky na Belgorodské státní technologické univerzitě pojmenované po V.G. Shukhova, Bělgorod.

Práce obdržela redaktorka 21.12.2012. dubna XNUMX.