Properties of granulated blast–furnace slags influencing on the quality of fine concrete

М. O. Yelisieieva

Abstract


Statement of the problem. Fundamental properties of fine concrete, affecting its durability and life cycle of article made of it, such as strength, deformability, chemical resistance and others, largely depend on the characteristics of the aggregate used. With decreasing of fineness modulus of aggregate, its influence on the properties of concrete mix and hardened concrete increases. At the same time, both in Ukraine and abroad the problem of shortage of quality natural fine aggregate for concrete exacerbates. Besides, low– quality sand in composition of fine concrete can be replaced by secondary material resources — industrial waste. Application of waste product of ferrous metallurgy — granulated blast–furnace slag is the most effective. As it was stated previously [15], granulated blast–furnace slag in composition of Portland cement concrete acts as an active micro filler.

Its surface layer reacts with calcium hydroxide that is released during cement hydrolysis. This produces an additional amount of calcium hydrosilicate, creating an extremely strong bond of aggregate with cement matrix. This greatly improves adhesive strength of concrete, its corrosion resistance and a number of other physical and mechanical characteristics. Application of slag will reduce the cost of fine concrete and free land areas from slag dumps and improve the environmental situation in the country.

Analysis of publications. A series of works of such scientists as V. I. Babushkin, V. I. Bolshakov, P. P. Budnikov, Yu. M. Butt, A. V. Volzhenskiy, V. D. Glukhovskiy, P. V. Krivenko, V. F. Krylov, V. V. Lapin, A. S. Mironov, I. A. Pashkov, G. V. Pukhalskiy, S. M. Royak, R. F. Runova, N. I. Fedynin, S. V. Shestoperov, S. A. Shcherbak, M. P Elinzon, V. N. Yung and many others, is devoted to studying of the properties of metallurgical slag, and construction materials and articles made on its basis.

The purpose of the work is to examine the basic properties of granulated blast–furnace slag, affecting the quality of fine concrete, in order to identify what kind of slag treatment is the ost appropriate when producing durable concrete.

Conclusions.

1. Studies of basic physical–chemical and mechanical characteristics of granulated blast–furnace slag of Petrovsky works has shown that it can be not only an aggregate in composition of fine concrete, but also a filler that replaces part of a binder. The studied slag has a quality factor of 1,59–1,62 and contains a high number of reactive glass phase in its mineralogical composition.

2. Structure of slag grains is porous; particles are largely vitrified. Pores are predominantly irregular oblong; some of them are through slit–like.

3. Basic physical and mechanical properties of granulated blast–furnace slag have poor performance for dense fine concrete. Granulometric composition does not have the optimal ratio of coarse and fine fractions that causes high voidage and water requirement of the slag. Thus, to improve physical–mechanical and other properties of slag and to produce high–quality strong fine concrete on its base, it is expedient to carry out pre–processing of granulated blast–furnace slag. The most effective, from our point of view, may be its mechanical activation.


Keywords


granulated blast–furnace slags; fine aggregates for concrete; physical–mechanical properties; chemical composition; mineralogical composition; microstructure; granulometric composition; density; voidage; water requirements

References


Bazhenov Yu. M. Tekhnologiya betonov : [ucheb. posobiye. 2–ye izd.] / Yuriy Mikhaylovich Bazhenov. — Мoskow. : Izdatelstvo ASV, 2002. — 500 s.

Budivelni materially. Pisok dlia budivelnykh robit. Metody vyprobuvan : DSTU BV. 2.7–232:2010. — [Chynnyi vid 2011–01–01]. — Кyiv. : Minrehionbud Ukrainy, 2010. — 44 s.— (Natsionalni standarty Ukrainy).

Veshniakova L. А. Optimizatsiya granulometricheskogo sostava smesey dlya polucheniya melkozernistykh betonov / L. А. Veshniakova, А. М. Аyzenshtadt // Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitelstvo. — 2012. — № 10. — S. 19–22.

Volzhenskiy A. V. Mineralnyye vyazhushchyye veshchestva (tekhnologiya i svoystva) : [ucheb. dlya vuzov]. — 3–ye izd., pererab. i dop. / A. V. Volzhenskiy, Yu. S. Burov, V. S. Kolokolnikov. — M. : Stroyizdat, 1979. — 476 s.

Gorshkov V. S. Metody fiziko–khimicheskogo analiza vyazhushchykh veshchestv : [ucheb. posobiye] / V. S. Gorshkov, V. V. Timashev, V. G. Savelyev. — M. : Vysshaya shkola, 1981. — 335 s.

Gorshkov V. S. Termografiya stroitelnykh materialov / V. S. Gorshkov. — M. : Izdatelstvo literatury po stroitelstvu, 1968. — 237 s.

Gusev B. V. Svoystva melkozernistykh betonov pri razlichnykh sposobakh uplotneniya / B. V. Gusev, I. N. Minsadrov, V. D. Kudryavtseva // Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitelstvo. — 2009. — № 5. — S. 45–50.

Dvorkin L. I. Stroitelnyye materialy iz otkhodov promyshlennosti :[ uchebno–spravochnoye posobiye] / L. I. Dvorkin, O. L. Dvorkin. — Rostov–on–Don : Feniks, 2007. — 368 s.

Zapolniteli poristyye neorganicheskiye dlya stroitelnykh rabot. Metody ispytaniy : GOST 9758–86. — [Deystvuyushchyy ot 01.01.1988]. — M. : Izdatelstvo standartov, 1986. — 40 s.— (Natsionalnyye standarty Ukrainy).

Lvovich К. I. Vybor peskov dlya peschanogo betona / К. I. Lvovich // Beton i zhelezobeton. — 1994. — № 2. — S. 12–16.

Melnichenko L. G. Tekhnologiya silikatov / L. G. Melnichenko, B. P. Sakharov, N. А. Sidorov : pod red. prof. М. А. Маtveyeva. — M. : Vysshaya shkola, 1969. — 360 s.

Miryuk О. А. Melkozernistyye betony na osnove tekhnogennogo zapolnitelya / О. А. Miryuk // Beton i zhelezobeton v Ukraine. — 2010. — № 2. — S. 5–8.

Morozov N. М. Peschanyy beton vysokoy prochnosti / N. M. Morozov, V. G. Khozin // Stroitelnyye materialy. — 2005. — № 11. — S. 25–26.

Puti povysheniya effektivnosti melkozernistogo betona / R. V. Lesovik, A. I. Topchiyev, M. S. Ageyeva [i dr.] // Stroitelnyye materialy, oborudovaniye, tekhnologii XXI veka. — 2007. — № 7. — S. 16–17.

Fedynin N. I. Vysokoprochnyy melkozernistyy shlakobeton / N. I. Fedynin, M. I. Diamant. — M. : Stroyizdat, 1975. — 176 s.

Shcherbak S. A. Nauchnyye osnovy upravleniya strukturoy stroitelnykh materialov na osnove metallurgicheskikh shlakov : diss. … dokt. tekhn. nauk : 05.23.05 / Shcherbak Svyatoslav Andreyevich. — Dnepropetrovsk, 2001. — 345 s.

Elinzon M. P. Shlaki / Mark Petrovich Elinzon. — Moscow : Gosstroyizdat, 1959. — 137 s.

Mudersbach D. Verringerung der Porositдt von Hochofenstьckschlacken / D. Mudersbach, M. Kьhn, J. Pethke, T. Stisovic // Report des FehS–Instituts. — 2004. — № 2. — S. 5–6.


GOST Style Citations


Баженов Ю. М. Технология бетонов : [учеб. пособ., 2–е изд.] / Юрий Михайлович Баженов. — М. : Изд–во ACB, 2002. — 500 с.

 

Будівельні матеріали. Пісок для будівельних робіт. Методи випробувань : ДСТУ БВ. 2.7–232:2010. — [Чинний від 01.01.2011]. — К. : Мінрегіонбуд України, 2010. — 44 с.— (Національні стандарти України).

 

Вешнякова Л. А. Оптимизация гранулометрического состава смесей для получения мелкозернистых бетонов / Л. А. Вешнякова, А. М. Айзенштадт // Промышленное и гражданское строительство. — 2012. — № 10. — С. 19–22.

 

Волженский А. В. Минеральные вяжущие вещества (технология и свойства) : [учеб. для вузов]. — 3–е изд., перераб. и доп. / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников. — М. : Стройиздат, 1979. — 476 с.

 

Горшков В. С. Методы физико–химического анализа вяжущих веществ : [учеб. пособие] / В. С. Горшков, В. В. Тимашев, В. Г. Савельев. — М. : Высш. шк., 1981. — 335 с.

 

Горшков В. С. Термография строительных материалов / В. С. Горшков. — М. : Издательство литературы по строительству, 1968. — 237 с.

 

Гусев Б. В. Свойства мелкозернистых бетонов при различных способах уплотнения / Б. В. Гусев, И. Н. Минсадров, В. Д. Кудрявцева // Промышленное и гражданское строительство. — 2009. — № 5. — С. 48–50.

 

Дворкин Л. И. Строительные материалы из отходов промышленности: [учеб.–справоч. пос. ] / Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин. — Ростов н/Д : Феникс, 2007. — 368 с.

 

Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний : ГОСТ 9758–86. — [Действующий от 1988–01–01]. — М. : Издательство стандартов, 1986. — 40 с.— (Национальные стандарты Украины).

 

Львович К. И. Выбор песков для песчаного бетона / К. И. Львович // Бетон и железобетон. — 1994. — № 2. — С. 12–16.

 

Мельниченко Л. Г. Технология силикатов / Л. Г. Мельниченко, Б. П. Сахаров, Н. А. Сидоров // Под ред. проф. М. А. Матвеева. — М. : Высш. школа, 1969. — 360 с.

 

Мирюк О. А. Мелкозернистые бетоны на основе техногенного заполнителя / О. А. Мирюк // Бетон и железобетон в Украине. — 2010. — № 2. — С. 5–8.

 

Морозов Н. М. Песчаный бетон высокой прочности / Н. М. Морозов, В. Г. Хозин // Строительные материалы. — 2005. — № 11. — С. 25–26.

 

Пути повышения эффективности мелкозернистого бетона / Р. В. Лесовик, А. И. Топчиев, М. С. Агеева [и др.] // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. — 2007. — № 7. — С. 16–17.

 

Федынин Н. И. Высокопрочный мелкозернистый шлакобетон / Н. И. Федынин, М. И. Диамант. — М. : Стройиздат, 1975. — 176 с.

 

Щербак С. А. Научные основы управления структурой строительных материалов на основе металлургических шлаков : дисс. … докт. техн. наук : 05.23.05 / Щербак Святослав Андреевич. — Днепропетровск, 2001. — 345 с.

 

Элинзон М. П. Шлаки / Марк Петрович Элинзон. — М. : Госстройиздат, 1959. — 137 с.

 

Mudersbach D. Verringerung der Porositдt von Hochofenstьckschlacken / D. Mudersbach, M. Kьhn, J. Pethke, T. Stisovic // Report des FehS–Instituts. — 2004. — № 2. — Р. 5–6



Refbacks

  • There are currently no refbacks.