Anwendungen von Stahlschlackenpulver und Stahlschlackenzuschlag in Ultra-Hochleistungsbeton

Anwendungen von Stahlschlackenpulver und Stahlschlackenzuschlag in Ultra-Hochleistungsbeton

Stahlschlacke ist ein Nebenprodukt der Stahlherstellung. Ungefähr 160 kg an Stahlschlacke wird pro Tonne produzierten Stahls erzeugt. Die üblichen chemischen Verbindungen in Stahlschlacke sind SiO2, CaO, Fe2O3, Al2O3 und MnO. Die wichtigsten mineralischen Bestandteile der Stahlschlacke sind C3S, C2S, C4AF, RO-Phase und freies CaO. Viele Studien haben gezeigt, dass Stahlschlacke in Keramik, Straßenbelagsmaterialien und anderen Materialien eingesetzt werden kann. In einigen Ländern wird jedoch immer noch eine große Menge an Stahlschlacke ohne vollständige Nutzung gelagert.

Die Anwendung von Stahlschlackenpulver als mineralisches Zusatzmittel in Beton ist in vielen Studien untersucht worden. Stahlschlackenpulver hat hydraulische Eigenschaften, und sein Hydratationsprozess ähnelt dem von Zement. Studien haben gezeigt, dass Beton, der Stahlschlackenpulver enthält, in Bezug auf die Verarbeitbarkeit besser abschneidet als normaler Zementbeton. Das frÃ?he autogene Schwinden und der adiabatische Temperaturanstieg des Betons mit Stahlschlackenpulver sind ebenfalls geringer als bei Beton ohne Stahlschlackenpulver. Darüber hinaus ist der nicht verdampfbare Wassergehalt des gehärteten Teigs mit feinem Stahlschlackenpulver nahe an dem von gehärtetem reinen Zementleim im späten Alter. Aufgrund des negativen Einflusses von Stahlschlackenpulver auf die Druckfestigkeit, den Chlorid-Ionen-Eindringwiderstand, den Karbonatisierungswiderstand und den Sulfatangriffswiderstand von Beton sollte die Zementersatzrate nicht sehr hoch sein.

Die Forschung hat auch gezeigt, dass Stahlschlacke entweder als grober oder feiner Zuschlagstoff für Beton verwendet werden könnte. Die physikalischen Eigenschaften von Stahlschlackenzuschlag sind besser als die von gebrochenem Kalksteinzuschlag. Aufgrund der hohen Dichte von Stahlschlacke hat Beton mit Stahlschlackenzuschlag eine höhere Dichte als einfacher Zementbeton. Darüber hinaus weist Beton mit Stahlschlackenzuschlag zufriedenstellende Druck- und Biegefestigkeiten auf.

Ultrahochleistungsbeton (UHPC) ist eine neue Art von Material auf Zementbasis. Im Allgemeinen besteht UHPC aus Zement, Silikastaub, Quarzsand, Fasern, Fließmittel und anderen Bestandteilen und weist eine sehr hohe Druckfestigkeit, hohe Duktilität und hervorragende Dauerhaftigkeit auf. Für UHPC wird in der Regel eine Hochtemperaturhärtung verwendet, die für die frühe Hydratation von Zement und Mineralzusätzen von Vorteil ist. Es wurde über die Anwendung vieler Arten von industriellen Nebenprodukten, wie z.B. gemahlene granulierte Hochofenschlacke, Phosphorschlacke, Flugasche und Kupferschlacke, bei UHPC berichtet.