Шлак как альтернатива традиционным материалам: сравнение характеристик

Шлак образуется при выплавке чугуна и стали, а также при сжигании угля в котельных и на ТЭЦ. После дробления и рассева из него получают щебень и песок, которые ГОСТ 3344-83 допускает к применению в дорожном строительстве. Кубометр такого материала стоит в среднем на 30–50 % дешевле гранитного щебня, поэтому шлак часто рассматривают как замену привычным заполнителям.

Ниже разобрано, по каким показателям шлак уступает природному камню и песку и в каких условиях выигрывает у них.

Сравнение шлака с песком и щебнем

Свойства шлака определяются его происхождением. Доменный шлак плотный и прочный, сталеплавильный тяжелее и содержит включения металла, а топливный, или котельный, получается лёгким и пористым.

Шлаковый щебень и гранитный

Главное различие касается прочности. Марка по дробимости у шлакового щебня обычно находится в пределах М600–М1000, тогда как гранит выпускают с маркой М1200–М1400. Морозостойкость и водопоглощение различаются ещё сильнее.

Для фундаментов, мостовых конструкций и дорог с интенсивным движением гранит остаётся надёжнее. Под отмостки, проезды на участке, стоянки и подготовку под бетонную плиту прочности шлакового щебня достаточно, а при покупке по весу меньшая насыпная плотность даёт больший объём материала.

Шлаковый песок и природный

Шлаковый песок получают дроблением или грануляцией расплава в воде. Гранулированный доменный шлак обладает скрытой гидравлической активностью: в присутствии извести или цемента он постепенно схватывается. Кварцевый песок такого свойства не имеет и в основании работает только как сыпучий заполнитель.

При замене природного песка шлаковым меняются и другие параметры засыпки:

• насыпная плотность ниже на 15–25 %;
• водопоглощение выше из-за пористых зёрен;
• угол естественного откоса больше, слой меньше расползается;
• теплопроводность ниже, что полезно для засыпки перекрытий.

Повышенное водопоглощение требует внимания при устройстве дренажных слоёв: для них шлаковый песок подходит хуже мытого речного. В подсыпках под плитку, обратной засыпке траншей и выравнивании площадок разница с природным песком почти не ощущается.

Где шлак выигрывает у традиционных материалов

В дорожных основаниях шероховатые зёрна шлака плотно заклиниваются при уплотнении и лучше сцепляются с битумом, чем окатанный гравий. Если добавить в смесь 3–5 % извести или цемента, слой из гранулированного шлака со временем твердеет и начинает работать как связное основание.

Котельный шлак применяют как засыпной утеплитель: его теплопроводность составляет около 0,2–0,3 Вт/(м·°С), тогда как у сухого песка она превышает 0,35 Вт/(м·°С).

Поэтому шлаком засыпают перекрытия и полы по грунту в частных домах, банях и хозяйственных постройках. Материал не гниёт, не горит и не привлекает грызунов.

Что проверить перед покупкой шлака

Состав шлака как побочного продукта металлургии и энергетики непостоянен, поэтому свойства каждой партии поставщик подтверждает документами. Перед заказом стоит уточнить четыре показателя:

1. Устойчивость структуры. Шлак не должен подвергаться силикатному и железистому распаду, что подтверждают испытаниями по ГОСТ 3344-83.
2. Радиационный класс. Для жилищного строительства удельная эффективная активность не должна превышать 370 Бк/кг.
3. Срок выдержки. Свежий сталеплавильный шлак со свободной известью расширяется, поэтому лучше брать материал, выдержанный в отвале несколько месяцев.
4. Содержание серы. Сульфиды ускоряют коррозию арматуры, поэтому для железобетона нужен лабораторный анализ.

Если паспорта партии и протокола радиационного контроля нет, материал разумнее использовать только для временных проездов и подсыпок вне жилых построек.

Когда шлак стоит выбрать

Шлак не заменяет гранит в несущих конструкциях и дорогах с высокой нагрузкой. В основаниях площадок, засыпках и утеплении перекрытий он не уступает природным материалам или превосходит их, а при цене на треть ниже и наличии паспорта на партию позволяет сократить смету без потери качества.