Вулканический шлак

Вулканический шлак представляет собой излившуюся вулканическую крупнопористую сыпучую породу ноздреватой структуры имеющая темный окрас и состоящую из вулканического стекла среднего или основного состава. В отличии от вулканической пемзы, шлак образовался из более легкоплавкой магмы, имевшей при извержении более жидкую консистенцию.

По внешнему виду вулканические шлаки похожи на шлаковую пемзу, топливные шлаки и дробленный керамзит. Вулканические шлаки имеют разную крупность, начиная от пылевидных частиц песка и щебня до крупных камней имеющие объем в несколько м?. Богатые месторождения вулканических шлаков можно встретить в Армении, на Камчатке и в Грузии. Вулканические шлаки Армении по петрографическим и физико-механическим свойствам делятся на:

1. Шлаки весьма легкие и пористые кармрашенского типа, имеющие  близкие свойства к пемзам анийского типа.

2. Шлаки аванского типа которые являются более прочные и тяжелые.

Основные свойства вулканических шлаков

Вулканический пепел

Другим легким пористым заполнителем для легких бетонов природного происхождения является вулканический пепел. Это рыхлая тонкообломочная порода с размерами частиц менее 5 мм, состоящих из вулканического стекла и кристаллов различных горных пород. но преимущественно из мелких зерен пемзы и вулканического шлака.

Месторождения вулканического пепла находятся на Камчатском полуострове, на Северном Кавказе и Закавказье. Например, Каменское и Кенженское месторождения в Кабардино-Балкарии располагают запасами вулканического пепла примерно 20….25 млн. м?. Вулканический пепел имеет химический состав изменяющийся от кислого (68…72% SiO2) до основного (48…52% SiO2).

Средняя плотность вулканического пепла составляет 500…1300 кг/м?, истинная плотность-2,8 г/см? в то время как  пустотность составляет всего 50…55 %. При этом пористость вулканического пепла достигает 50…70 % а водопоглощение до 35 %. Поэтому в строительстве вулканический пепел применяют в качестве мелкого заполнителя в керамзитобетоне, а также в плотных и поризованных конструкционно-теплоизоляционных пеплобетонах классов В 3,5…В 7,5 средней плотностью 1200…1550 кг/м? а также в штукатурных растворах

Вулканические шлаки имеют основной или средний химический состав:

50…60 % SiO2, 17,5…23,9 % Al2O3 и от 8 до 16 % щелочей. Они морозостойки и водостойки. В строительстве применяют вулканические шлаки кармрашенского типа как заполнители для теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов классов В 1…В 7,5 средней плотностью 600…1400 кг/м?, а также в качестве теплоизоляционных засыпок.

Вулканические шлаки аванского типа используют как заполнители для конструкционных легких бетонов классов В 12,5…В 30. В Грузии месторождения вулканического шлака в основном представляют собой пологопадающую покровную залежь песчано-щебеночной смеси вулканического шлака. Вулканический шлак представлен гранулированной лавой пористой структуры вулканического стекла различных цветов.

По своему составу шлаки относятся к пористой разновидности андезитобазальта. По своим физико-механическим характеристикам пористые породы из различных месторождений Грузии отличаются друг от друга и могут применяться в строительстве для  различных целей. Таким образом насыпная плотность песка колеблется в пределах 760…1200 кг/м?, а щебня-440…820 кг/м?.

Щебень морозостоек и прочность его составляет в пределах 0,57…7,4 МПа. На этих заполнителях возможно получение бетонов классов до В 7,5 включительно , без перерасхода цемента. Однако на заполнителях двух месторождений Сагамо и Оками получены бетоны классов В 15…В 30 при нормативных расходах вяжущего со средней плотностью, не превышающей 1900 кг/м?.

такие легкие бетоны используются в строительстве для производства ограждающих и несущих конструкциях жилых и производственных зданий, в ограждающих конструкциях и полах сельскохозяйственных помещений и так далее.

Другими очень известными и распространенными пористыми заполнителями для легких бетонов являются известковые туфы, пористые известняки и ракушняк(известняки-ракушечники). Как правило эти материалы известны как материалы для стеновых блоков. Но при добыче штучного стенового камня остается значительное количество отходов , которые используются в том числе и для изготовления естественных пористых заполнителей.

Интерес строителей к таким отходам повысился в связи с высокой стоимостью других видов заполнителей, как искусственного происхождения так и природного. Водопоглощение пористых известняков по массе составляет от 1 до 23 %, морозостойкость 15 циклов и более, а  коэффициент размягчения составляет от 0,47 до 1,0.

Из крупнопористых пород получаются сравнительно более тяжелые заполнители, чем из мелкопористых. Насыпная плотность заполнителей из пористых карбонатных пород составляет (кг/м?) :

1. Для щебня-750…1180.

2. Для песка-880…1340.

На заполнителях из пористых карбонатных пород могут быть получены конструкционно-теплоизоляционные поризованные легкие бетоны классов В 3,5…В 7,5, средней плотностью 1200…1300 кг/м?.