⚠️ Pam mae slag dur yn anodd ei ddefnyddio

• Mae cynnwys calch rhydd uchel (f-CaO) a magnesia rhydd (f-MgO) yn achosi ansefydlogrwydd cyfaint (ehangu, cracio) yn ystod hydradiad
• Cynnwys gwydr amorffaidd is na GGBS - llai o arwynebedd arwyneb adweithiol ar gyfer adwaith hydrolig
• Cyfansoddiad amrywiol rhwng rhagbrofion a graddau dur
• Datblygiad cryfder araf heb actifadu cemegol
• Canlyniad: mae'r mwyafrif yn cael ei dirlenwi neu'n cael ei ddefnyddio fel -ffordd werth isel-llenwi sylfaen

✅ Y cyfle alcanolamine

• Mae alcanolamines yn cyflymu hydoddiad slag a ffurfio gel C-S-H, gan ddatgloi adweithedd hydrolig cudd
• Mae'r –OH yn grwpio calsiwm rhydd cymhleth, gan leihau tuedd ehangu o f-CaO
• Yn gweithio'n synergyddol ag actifyddion atodol (gypswm, NaOH) i roi cynnydd cryfder cyflym
• Yn galluogi cynnwys slag 30-60% mewn fformwleiddiadau rhwymwr pridd
• Yn lleihau'n sylweddol CO₂ a sment Portland-sefydlogi yn unig

🔗 Mecanwaith 1: Cymhlethdod calsiwm - yn tarfu ar yr haen oddefol

Mae grwpiau hydrocsyl yr alcanolamine yn ffurfio cymhlygion hydawdd gydag ïonau Ca²⁺ yn yr hydoddiant mandwll ger yr arwyneb slag. Trwy chelating calsiwm rhydd, maent yn atal ail-dyodiad C-S{{{}}H ar yr wyneb slag - gan gadw'r wyneb yn "agored" hyd at hydoddiad parhaus. Mae'r effaith hon yn arbennig o gryf ar gyfer alcanolamines gyda dau grŵp –OH (BDEA) ond hefyd yn arwyddocaol ar gyfer graddau hydroxyl sengl (NBEA, DMEA) â chrynodiad digonol. Y canlyniad yw cyfradd hydoddi parhaus, uwch sy'n trosi i adwaith pozzolanig cyflymach a chyflawn.

🔗 Mecanwaith 2: Cychwyn cyfnod C₃A a C₄AF

Mae slag dur yn cynnwys symiau sylweddol o alwminiad calsiwm (C₃A) ac aluminoferrite calsiwm (C₄AF) sy'n fwy adweithiol na'r cyfnodau calsiwm silicad ond sy'n aml yn cael eu-defnyddio heb actifadu. Mae alcanolamines - yn enwedig graddau trydyddol DMEA a DEAE - yn cyflymu hydradiad y cyfnodau alwminaidd hyn yn ddetholus, gan hyrwyddo ffurfiant ettringite (3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O) a hydrad aluminate calsiwm (CAH). Mae'r cynhyrchion hyn yn llenwi gofod mandwll yn gyflym, gan gyfrannu at gynnydd cryfder cynnar a darparu'r fframwaith ar gyfer gel C{8}S{{9}H arafach yn ffurfio dros 28–90 diwrnod.

🔗 Mecanwaith 3: f-lliniaru ehangu CaO

Calch rhydd (f-CaO) mewn hydradau slag dur i bortlandit (Ca(OH)₂), gan achosi ehangiad cyfeintiol o tua 97% - sy'n cracio ac yn tarfu ar ficrostrwythur y rhwymwr os na chaiff ei reoli. Mae'r grwpiau hydrocsyl o alcanolamines Ca²⁺ am ddim cymhleth a ryddhawyd o f-CaO hydradiad, gan gymedroli'r pigyn crynodiad calsiwm lleol sy'n ysgogi crisialu portlandit cyflym. Mae'r effaith "heneiddio cemegol" hwn yn lleihau'r duedd chwyddo, gan wneud slag wedi'i actifadu alcanolamine yn fwy sefydlog yn ddimensiwn na slag heb ei actifadu mewn cymwysiadau pridd sefydlog.

Canfyddiadau ymchwil yr NBEA

• Ar ddos ​​o 1–3% ar bwysau slag, mae NBEA yn cyflymu cryfder cywasgol 7-diwrnod o glai meddal wedi'i sefydlogi gan slag 35-60% o'i gymharu â slag yn unig
• Mae'r grŵp amin cynradd yn dangos adweithedd uwch gyda bondiau Si-O arwyneb slag nag aminau trydyddol, gan hyrwyddo diddymiad cychwynnol cyflymach
• Mae synergedd NBEA + gypswm (3%) yn cynhyrchu enillion UCS 28 diwrnod o 40-75% dros y cymysgedd cyfeirio mewn treialon sefydlogi pridd meddal
• Yn effeithiol mewn slag dur gyda chynnwys f-CaO hyd at 8% - uwch -Mae CaO angen triniaeth ymlaen llaw
• Cyhoeddwyd yn:Adeiladu a Deunyddiau Adeiladu, Cylchgrawn Deunyddiau Peryglus, Gwyddor Clai Cymhwysol

Canfyddiadau ymchwil DMEA

• Ar ddos ​​o 0.5-2%, mae DMEA yn cyflymu hydradiad C₃A a C₄AF mewn slag dur yn ddetholus, gan gyfrannu'n anghymesur at gryfder 28 diwrnod a 90 diwrnod
• Mae DMEA{0}}slag wedi'i actifadu yn dangos perfformiad uwch mewn systemau slag uchel (40–60% amnewid slag) o gymharu â chymysgeddau wedi'u dominyddu gan sment Portland-
• Angen lefelau adio is nag NBEA oherwydd crynodiad molar uwch y kg (MW 89 vs 103 ar gyfer NBEA)
• Mae systemau DMEA + slag yn dangos llai o drwytholchi Pb, Cd, Zn, a Cu o bridd halogedig o gymharu â chalch-sefydlogi yn unig
• Cyhoeddwyd yn:Cyfansoddion Sment a Choncrit, Journal of Cleaner Production, Rheoli Gwastraff

3-7 diwrnod

Cyfnod cryfder cynnar

Mae ffurfiant etrinit o gypswm C₃A + wedi'i actifadu yn darparu anystwythiad cychwynnol. Cyfradd ennill cryfder yw 60-80% o sment Portland ar gynnwys rhwymwr cyfartal.

28 diwrnod

Cyfnod posolanig

C{0}}S-Mae ffurfiant gel H o hydoddi slag yn cyflymu'n sylweddol. Gyda gypswm DMEA +, mae UCS 28 diwrnod yn cyrraedd 85-100% o gyfeirnod sment Portland ar gynnwys rhwymwr cyfartal.

90-180 diwrnod

Cyfnod ennill parhaus

Yn wahanol i sment Portland, mae rhwymwyr slag actifedig yn parhau i ennill cryfder ar 90-180 diwrnod. Mae UCS tymor hir (1-blwyddyn) o slag wedi'i actifadu alcanolamine yn aml yn fwy na chyfeirnod sment Portland o 10–25%.

1️⃣ drychiad pH → dyodiad metel

Mae'r hydoddiant mandwll alcalïaidd a gynhyrchir gan hydradiad slag (pH 11–12.5) yn achosi i'r rhan fwyaf o fetelau trwm waddodi fel hydrocsidau anhydawdd. Mae gan blwm (Pb²⁺), cadmiwm (Cd²⁺), sinc (Zn²⁺), nicel (Ni²⁺), a chopr (Cu²⁺) isafswm hydoddedd yn yr amrediad pH 9–12. Unwaith y byddant wedi'u gwaddodi, mae'r hydrocsidau hyn yn cael eu hamgáu'n ffisegol o fewn y matrics gel caledu C-S{-H, gan atal ailddiddymu hyd yn oed os bydd y pH lleol yn gostwng yn ddiweddarach. Mae'r alcanolamine yn cyfrannu at sefydlogrwydd pH trwy glustogi'r hydoddiant mandwll yn erbyn gostyngiad mewn pH sy'n cael ei yrru gan garboniad.

2️⃣ C-S-H amnewid gel ac ymgorffori adeileddol

Mae gan gel calsiwm silicad hydrad (C-S-H) - y cyfnod rhwymo cynradd - arwynebedd arwyneb mawr (100–700 m²/g) a strwythur crisial haenog gyda chynhwysedd cyfnewid ïon uchel. Mae catïonau metel trwm (yn enwedig Pb²⁺, Cd²⁺, a Zn²⁺) yn cael eu hymgorffori yn y rhynghaenog C-S-H trwy amnewid am Ca²⁺ yn y dellt grisial. Mae'r ymgorfforiad adeileddol hwn yn llawer mwy gwydn na - metelau arsugniad arwyneb sydd wedi'u hymgorffori i C-S{-H yn dangos y trwytholchiad lleiaf hyd yn oed o dan TCLP estynedig (Gweithdrefn Trwytholchi Nodweddiadol Gwenwyndra) neu brofion trwytholchi swp EN 12457.

3️⃣ chelation alcanolamine - haen atafaelu ychwanegol

Gall y grwpiau hydrocsyl ac amin o alcanolamine gweddilliol yn y matrics sefydlogedig ffurfio cyfadeiladau cydgysylltu ag ïonau metel trwm, gan ddarparu mecanwaith atafaelu ychwanegol y tu hwnt i pH-dyodiad a achosir gan pH ac ymgorfforiad C-S-H. Mae data ymchwil ar bridd sefydlog DMEA yn dangos bod crynodiadau trwytholch Pb mewn profion TCLP 40–65% yn is na sment Portland{7}dim ond cyfeiriadau ar ddos ​​rhwymwr cyfartal - gwahaniaeth a briodolir yn rhannol i'r effaith celation hwn sy'n gweithredu ochr yn ochr â'r llwybrau ansymudol eraill.

📋 Cymysgwch y weithdrefn ddylunio

1. Nodweddwch y slag dur: XRF ar gyfer f-CaO, MgO; XRD ar gyfer cyfansoddiad cyfnod; Fineness Blaine
2. Nodweddwch y pridd: terfynau Atterberg, dosbarthiad maint gronynnau, cynnwys organig, pH, proffil halogiad (os yw'n berthnasol)
3. Dylunio cymysgeddau treial ar 3 cynnwys rhwymwr × 3 dos alcanolamine × 2 lefel gypswm=18 cyfuniad cyfuniad o leiaf
4. Gwellhad ar 20 gradd a 95% RH; profi UCS ar 7, 28, a 90 diwrnod
5. Os yw cais S/S: hefyd yn rhedeg profion trwytholchi TCLP neu EN 12457 ar sbesimenau 28 diwrnod
6. Dewiswch y cymysgedd gorau posibl yn seiliedig ar UCS, trwytholch, a meini prawf cost

⚠️ Cyfyngiadau allweddol i'w gwirio

• f-CaO content: if >8%, cyn-trin slag â heneiddio stêm neu gyfyngu ar gynnwys slag i osgoi ehangu
• Organic content of soil: if >5%, mater organig yn ymyrryd ag adweithiau smentaidd - ychwanegu calch-cam y driniaeth
• Amgylchedd sylffad-sensitif: os yw dŵr daear sylffad yn uchel, defnyddiwch gyfuniad slag sy'n gwrthsefyll sylffad er mwyn osgoi ehangiad sylffad-
• Nenfwd dos alcanolamine: mwy na 3% ar bwysau slag, cynnydd mewn cryfder llwyfandir ac ymarferoldeb yn gostwng - peidiwch â gor-dos

−75%

Wedi'i ymgorffori CO₂

vs sment Portland ar gynnwys rhwymwr cyfartal (slag=~50 kg CO₂/t; PC=~800 kg CO₂/t)

0 kg

Deunydd crai cynradd

Mae slag dur yn gynnyrch gwastraff diwydiannol - sy'n ei ddefnyddio fel rhwymwr yn disodli echdynnu deunydd cynradd yn gyfan gwbl

EN 14227

Llwybr rheoleiddio

Mae safon yr UE ar gyfer rhwymwyr ffyrdd hydrolig yn derbyn-defnyddiau sy'n seiliedig ar slag; mae rheoliadau fframwaith gwastraff cenedlaethol fel arfer yn caniatáu triniaeth S/S ar gyfer gwaith adfer tir llwyd

🚜 Sefydlogi yn-situ (cymysgu dwfn)

Ar gyfer gwella pridd meddal gan ddefnyddio offer cymysgu dwfn (offer cymysgu echel sengl neu aml-echel), mae'r alcanolamine yn cael ei gymysgu â'r slyri slag yn y ffatri swp cyn ei chwistrellu. Yn nodweddiadol mae'r gymhareb dŵr/rhwymwr slyri yn 0.6–0.8. Mae'r alcanolamine yn gwella hylifedd slyri a'i ymarferoldeb, gan leihau pwysau chwistrellu a gwella treiddiad i haenau clai meddal. Diamedr colofn lleiaf: 500 mm; dyfnder gosod nodweddiadol: 5-20 m.

🔄 Ex{0}}sefydlogi'r sefyllfa (cymysgu melinau pug)

Mae pridd wedi'i gloddio yn cael ei gymysgu â slag sych + hydoddiant alcanolamine (neu ysgogydd hylif cymysg ymlaen llaw) mewn cymysgydd pugmill neu pugs. Yna caiff y cymysgedd wedi'i actifadu ei ddychwelyd i'r cloddiad neu ei roi mewn cell driniaeth ddynodedig. Mae'r dull hwn yn caniatáu rheolaeth fwy manwl gywir ar ansawdd y dyluniad cymysgedd ac mae'n cael ei ffafrio ar gyfer adferiad S/S o bridd heterogenaidd halogedig lle mae dosbarthiad yr halogion yn afreolaidd.

⏱️ Amser gweithio a bywyd pot

Mae gan gymysgeddau slag alcanolamine-actifadu slag amser gweithio (amser i anystwytho cychwynnol) o 2–6 awr ar 20 gradd , o'i gymharu â 0.5–2 awr ar gyfer cymysgeddau wedi'u dominyddu gan sment Portland-. Mae'r amser gweithio estynedig hwn yn fantais weithredol mewn-gwaith sefydlogi ardal fawr. Ar dymheredd uwch na 30 gradd , mae amser gwaith yn byrhau i 1–3 awr - cynllun sypynnu a gosod yn unol â hynny.

💧 Rheoli dŵr a lleithder

Mae angen dŵr - ar adwaith hydrolig slag ond mae lleithder gormodol yn gwanhau'r rhwymwr ac yn lleihau cryfder. Yn nodweddiadol, lleithder triniaeth optimaidd yw OMC (cynnwys lleithder gorau posibl) + 0–3%. Os yw lleithder naturiol y pridd yn uwch na hyn, cyn-sychu neu ychwanegu calch poeth sych (i yfed dŵr rhydd a chodi tymheredd) cyn yr argymhellir ychwanegu slag. Ychwanegir yr actifydd alcanolamine fel hydoddiant dyfrllyd gwanedig (crynodiad 5-15%) i hwyluso dosbarthiad cyfartal wrth gymysgu.

C: A yw slag dur wedi'i actifadu alcanolamine wedi'i gymeradwyo i'w ddefnyddio mewn prosiectau adfer rheoledig?

Yn y rhan fwyaf o awdurdodaethau, caniateir technoleg S/S sy'n defnyddio fformwleiddiadau rhwymwyr newydd ar yr amod bod y deunydd sydd wedi'i drin yn bodloni'r meini prawf perfformiad gofynnol (UCS, crynodiadau trwytholch, gwydnwch) a nodir yn y dyluniad adfer. Mae'r alcanolamine yn gymorth prosesu ar grynodiad isel - nid dyma'r prif gyfansoddyn rhwymwr. Mae derbyniad rheoliadol fel arfer yn gofyn am: (1) astudiaeth drinadwyedd sy'n dangos cydymffurfiad TCLP neu drwytholch gyfatebol; (2) arddangosiad UCS yn 28 diwrnod; (3) nodweddion deunyddiau'r slag gan gynnwys dogfennaeth gydymffurfio REACH; (4) mewn rhai awdurdodaethau, dosbarthiad y slag fel cynnyrch (nid gwastraff) o dan y rheoliad fframwaith gwastraff cymwys. Ymgynghorwch â'ch rheolydd amgylcheddol rhanbarthol a chadarnhewch ddosbarthiad gwastraff/cynnyrch y slag dur ar ddechrau'r prosiect.

C: A yw'r alcanolamine ei hun yn trwytholchi o'r pridd wedi'i drin ac yn cyflwyno risg amgylcheddol?

Ar ddos ​​nodweddiadol (1-3% ar bwysau slag, sy'n cyfateb i 0.1-0.6% ar bwysau pridd sych), mae'r crynodiad alcanolamine mewn trwytholch dŵr mandwll yn isel iawn - fel arfer yn is na 1 mg/L mewn profion trwytholchi swp safonol. Mae NBEA a DMEA yn hawdd i fioddiraddadwy yn eu hanfod (mae DMEA yn hawdd ei fioddiraddadwy fesul OECD 301B), sy'n golygu y bydd unrhyw alcanolamine trwytholch yn cael ei fetaboli gan ficro-organebau'r pridd. Mae asesiad amgylcheddol alcanolamines gan Health Canada (2013) a data cofrestru REACH yn cadarnhau nad oes unrhyw risg ddyfrol neu ddaearol sylweddol yn y crynodiadau hyn. Mae'r alcanolamine hefyd yn cael ei rwymo'n rhannol o fewn strwythur gel C-S{{3H dros amser, gan leihau ei symudedd ymhellach.

C: A all y dechnoleg hon drin -pridd halogedig arsenig?

Mae Arsenig yn cyflwyno her ansymudiad wahanol i'r rhan fwyaf o fetelau trwm. Ar pH uchel (uwchlaw 10), mae arsenad (As(V)) yn ffurfio gwaddod calsiwm anhydawdd - y mae'r rhwymwr slag alcalïaidd yn ei hyrwyddo. Fodd bynnag, mae arsenit (As(III), y ffurf fwy symudol a gwenwynig) yn llai effeithiol yn ansymudol ar pH uchel ac efallai y bydd angen triniaeth ychwanegol. Ar gyfer -safleoedd halogedig arsenig, argymhellir ychwanegu sylffad fferrus (FeSO₄) i'r cymysgedd - haearn-arsenig co-mae dyddodiad yn cynhyrchu arsenad haearn anhydawdd ar unrhyw pH. Mae'r cyfuniad o alcanolamine slag wedi'i actifadu (ar gyfer cryfder mecanyddol ac ansymudiad metel trwm arall) ynghyd â sylffad fferrus (ar gyfer triniaeth arsenig yn benodol) yn ddull mecanyddol deuol effeithiol sydd wedi'i ddogfennu yn y llenyddiaeth.

C: Sut mae alcanolamine-slag wedi'i actifadu yn perfformio mewn parthau seismig neu ardaloedd sy'n dueddol o gael cylchoedd gwlychu/sychu?

Ar gyfer cymwysiadau seismig, y maen prawf allweddol yw na ddylai'r deunydd sefydlog fod yn frau - dylai anffurfio heb fethiant sydyn. Mae rhwymwyr slag actifedig alcanolamine, o'u halltu i UCS yn yr ystod 500-800 kPa, yn dangos mwy o straen i{6}}gymarebau methiant na phriddoedd sefydlog sment Portland mewn UCS cyfatebol, gan eu gwneud yn addas ar gyfer sefydlogi seismig o dir hylifadwy. Ar gyfer gwydnwch gwlychu/sychu, mae rhwymwyr seiliedig ar slag yn gyffredinol yn perfformio'n debyg i sment Portland - mae'r gel C.S-H yn sefydlog ym mhresenoldeb dŵr. Y bregusrwydd allweddol yw ymosodiad sylffad os yw'r cynnwys dŵr daear sylffad yn uchel (dros 1,500 mg/L SO₄²⁻) - sylffad-dylid defnyddio cyfuniadau slag gwrthiannol neu sment slag Portland (PSC) mewn amgylcheddau cyfoethog o sylffad.

C: Ble alla i ddod o hyd i slag dur i'w ddefnyddio mewn prosiectau sefydlogi?

Mae slag dur ar gael yn uniongyrchol o felinau dur integredig (BOF slag, slag EAF) a chyfleusterau gwneud dur eilaidd. Yn y rhan fwyaf o wledydd, caiff ei ddosbarthu fel cyd-gynnyrch yn hytrach na gwastraff, sy'n golygu y gellir ei werthu'n fasnachol heb awdurdodiad rheoli gwastraff. Gofynion manyleb allweddol ar gyfer defnydd geodechnegol: Fineness Blaine Mwy na neu'n hafal i 280 m²/kg; f{{4}Cynnwys CaO Llai na neu'n hafal i 8%; MgO Llai na neu'n hafal i 10%; colled wrth danio Llai na neu'n hafal i 3%. Gwneuthurwyr dur Tsieineaidd, Japaneaidd ac Ewropeaidd yw'r cyflenwyr mwyaf o slag dur wedi'i brosesu a'i ardystio o ansawdd ar gyfer cymwysiadau adeiladu. Mae Sinolook Chemical yn cyflenwi'r actifydd alcanolamine (NBEA, DMEA) i'w ddefnyddio gyda slag dur gan unrhyw gyflenwr - cysylltwch â ni am brotocolau dylunio cymysgedd a argymhellir a meintiau sampl ar gyfer eich astudiaeth trinadwyedd.