Железен cиликат (Фаялит)

Железният силикат, известен още под наименованиято фаялит, е вторичен продукт, произвеждан от Аурубис България, с универсално приложение в много области на строителния процес. Получен в резултат на комплициран металургичен процес, в резултат на охлаждане, натрошаване, смилане, флотиране, сгъстяване и филтриране на медодобивни шлаки, неговите физически и химически характеристики  са постоянни във времето.

Свойствата на „железния силикат“ определят съвместимостта му с различните материали като варовик, почви, глина, клинкер, цимент, пясък, чакъл, строителна химия и др. Прилагането му води до производство на строителни материали с по-нисък отпечатък върху околната среда и до редуциране използването на природните суровини.

Неопасният произход на продукта позволява използването му в различни части на строителния процес: от изграждането на земната основа и откосите при строителство, през конструктивните елементи и зидарийните тела на сградите и съоръженията до довършителните работи във вид на замазки, шпакловки и мазилки.

Разнообразните му области на приложение показват универсалността му и водят до повишаване на свойствата на крайните продукти, в които се влага.

Основни характеристики:

Форма на частиците

ъгловидна

Външен вид

цвят антрацит

Обемна плътност

1800 kg/m^3

Специфична плътност

3700 kg/m^3

Влага на материала

два вида: 12 % и 1%

Загуба на накаляване

0,01%

Ъгъл на вътрешно триене

при 12 % влага – 70% под 1 % влага – 45

Състав:

Елемент

Типични стойности

Fe elem.

46% (as Fe2O3>60 %)

SiO2

27%

Al2O3

3.20%

CaO

1.80%

MgO

0.70%

Zn

1.50%

Cu

0.42%

S

0.36%

Области на приложение:
Производството на циментов клинкер с железен силикат
Производство на циментов клинкер

Производството на циментов клинкер изразходва големи количества природни суровини – основно варовик и глина, но в по-малки количества и пясък и желязна добавка. В днешно време циментовата индустрия е изправена пред предизвикателството да опазва околната среда, като все повече намалява употребата на природните суровини. В същото време различни индустриални отпадъци намират приложение като алтернативни материали в производството на циментов клинкер. Железният-силикат е такъв вид алтернативен материал, който може да се използва като заместител на желязната руда, която най-често се прилага. Според минералния състав на основните суровини на цимента (варовика и глината), железният-силикат може да се оползотворява като коригираща добавка на нивото на силиция и желязото или изцяло като източник на желязо за формиране основния минерален състав на циментовия клинкер.

Няколко са основните приноси от оползотворяването на железния-силикат за циментовата индустрия:

  • Готова за употреба желязна суровина;
  • Липса на допълнително натрошаване и смилане;
  • Подходящ за използване и при сух и мокър метод на производство на циментов клинкер;
  • Добра способност на разбъркване и хомогенизиране;
  • Намалява температурата на формиране на калциевите съединения;
  • Елиминира употребата на допълнителни минерализатори.

Химичният състав на железния-силикат включва минерали на фаялита, магнетита, пироксена и кварца, основно във вида на желязни и силициеви оксидни форми, които дават и името на материала – железен-силикат.  

Нашите основни клиенти са: Хайделберг Цимент, Лафарж Холсим, Титан, Американ Цимент и др.

Различни видове бетони с железен силикат
Тежък бетон с железен силикат

Тежкият бетон съдържащ железен-силикат се прилага в граждански и индустриални съоръжения, там където има необходимост от съоръжения с висока плътност и голямо собствено тегло. С подходящия състав на бетона и влагане на химични добавки, тежкият бетон съдържащ железен-силикат постига добра обработваемост на разбъркване и полагане. Аурубис предоставя рецептура за производството на тежък бетон:

  1. Железен-силикат = 1060 kg/m3;
  2. Цимент = 320 kg/m3;
  3. Едър добавъчен материал = 1060 kg/m3;
  4. Пясък = 120 kg/m3;
  5. Вода = 226 g/m3;

Има много приложения на тежкия бетон съдържащ железен-силикат:

  • Тежки фундаменти за сгради и съоръжения;  
  • Подземни съоръжения и тунели;
  • Крайбрежни съоръжения (защита на брегови ивици, подпорни стени, тетраподи и др.);
  • Мостове;
  • Закотвящи устройства;
  • Маншони на тръбопроводи;
  • Лего Блокове.

Използването на железен-силикат в тежкия бетон има няколко основни ползи:

  • Увеличава якостта на натиск и плътността на бетона (около 2,8kg/m3);
  • Сертифициран добавъчен материал според EN 12620;
  • Увеличава дълготрайността на бетона, особено водонепропускливостта (Cw0,8 & Cd50 (БДС EN 206:2013 & NA.N)) и изтриваемостта (18000mm3/5000mm2), както и защита срещу агресивни въздействия от хлориди, сулфати и морски соли;
  • Липса на линейни деформации на бетона (без съсъхване и набъбване);
  • Намалява топлината отделена при хидратация на цимента;
  • Увеличава износоустойчивостта (18±0,2cm3/50cm2 (БДС EN 13892-3:2015)).
  • Значително увеличава мразоустойчивостта (∆m=0,2% & ∆f=2,3% (БДС EN 206:2013+A1:2016)).
Защитен бетон с железен силикат

Защитният бетон с железен-силикат е строителен материал, който се използва за строителството на предпазни съоръжения. Тези съоръжения осигуряват безопасна работа на хората в тях, подложени на различни радиационни лъчения и атаки.
 
Този вид бетон се използва за строителството на:

  • Стени, тавани и подове срещу йонизираща радиация;
  • Мулти-функционална защита срещу електромагнитна защита;
  • Радиационна защита в болници, лаборатории, онкологични клиники и съоръжения за третиране на радиационни отпадъци;
  • Защита при риска от течове на ядрена радиация;
  • Защита срещу терористични атаки;
  • Защита срещу екстремни и природни бедствия.

Има няколко основни приноса при оползотворяването на железния-силикат в защитен бетон:

  • Комбинира конструкция и радиационна система;
  • Увеличава якостта и плътността на бетона (2,8kg/m3);
  • Намалява разходите за поддръжка и увеличава дълготрайността на конструкциите;
  • Намалява размера на конструкцията при същото ниво на висока радиационна способност;
  • Способност за топлозащита; 
  • Устойчиво оползотворяване.
Свръх-якостен бетон с железен силикат

Свръх-якостният бетон се характеризира с много висока якост на натиск (над 150 МРа) и ненадмината дълготрайност, дори когато е подложен на високо агресивно въздействие. Всичко тези негови свойства превръщат свръх-якостния бетон в алтернатива на други конструкционни материали (например стомана) при изграждането на транспортни и хидротехнически съоръжения, високи сгради, както и специални минни съоръжения, военни структури, екстравагантни архитектурни решения за конструктивни елементи и детайли. Едновременно с това този специален бетон отговаря на изискванията за устойчиво развитие чрез намаляване нуждата от рехабилитация на елементите изградени от него. Железният-силикат е един от най-добрите материали за направата на свръх-якостен бетон, като допринася за серия от положителните свойства на конструкциите и елементите, в които той участва:

  • Уплътнява макро- и микроструктурата на бетона, поради малкия си размер;
  • Увеличава плътността механично и чрез формиране на допълнителни връзки с останалите компоненти;
  • Увеличава обработваемостта на прясната бетонна смес;
  • Намалява използването на природните суровини;
  • Води до създаване на продукти с по-дълъг жизнен цикъл;
  • Формира устойчиви крайни продукти.

Типичният състав на свръх-якостен бетон с железен-силикат включва: 

  1. Железен-силикат =1150 kg/m3;
  2. Цимент = 820 kg/m3;
  3. Летяща пепел = kg/m3;
  4. В/Ц = 0,3;

Плътността на свръх-якостния бетон с железен-силикат е около 2,4 kg/m3 и якостта на натиск надхвърля 100 МРа. След прилагане на термична обработка, механичните свойства на бетона могат да се увеличат с 30%. За употреба в тънкостенни елементи подложени на огъване, се препоръчва влагането на стоманени (6 или 8 mm) фибри – 2 % по обем.

Снеготопящ бетон с железен силикат

Снеготопящият бетон е специална смес от материали, които могат да провеждат електрически сигнали. Обикновеният бетон не притежава тези свойства. Съставът на снеготопящия бетон е от големи количества железен-силикат в комбинация с други материали, които също съдържат по-големи количества железни съединения. Когато снеготопящият бетон се свърже с източник на електричество, неговите съставни компоненти се нагряват и не позволяват снегът да се задържи върху бетоновата повърхност. Бетоновата повърхност се загрява до +20°C над външната температура. Този специален вид бетон е приложен върху няколко мостови конструкции и пешеходни пътеки в САЩ и е изобретен от проф. Кристофър Туан под ръководителството на Университета Nebraska с патентен номер US 6,825,444 B1.  

Оползотворяването на железен-силикат води до няколко основни ползи за снеготопящия бетон:  

  • Източник на електро-кондуктивен материал;
  • Подобрява механичните свойства и дълготрайността на бетона;
  • Сертифициран строителен материал в съответствие с EN 12620;
  • Строителен продукт, който отговарят на изискванията за устойчиво развитие.
Бетонови елементи с железен силикат

Вибро-пресованите бетонови изделия са широко разпространени в градските части. Технологията на тяхното производство изисква изготвяне на смес със специфичен състав, обработваемост и консистенция на формоване на прясната бетонова смес, като в същото време втвърдилите елементи трябва да отговарят на високи изисквания по отношение на механичните свойства и дълготрайността. Различни алтернативни материали, които подобряват отделни свойства на втвърдения бетон, са използват ефективно за направата на бетонови изделия. Те също трябва да отговарят на изискванията за постигане на ниско-водо циментни отношение и обработваемост на прясната смес. Добавянето на железния-силикат води до подобряване на елементите от гледна точка на тяхната визия, механични свойства и дълготрайност. Прилага се в широка гама от бетонови продукти: плочки, блокове, панели, бордюри и др.  

Основните ползи от използването на железен-силикат в бетонови продукти са:

  • Подобрява механичните свойства (до 25%);;
  • Подобрява дълготрайността на вибро-пресованите изделия чрез уплътняване на структурата и известна поцуланова активност на железния-силикат с цимента;
  • Подобрява износоустойчивостта (14±0,2cm3/50cm2 (БДС EN 1338:2005, пр. H));;
  • Обемопостоянство на изделията, без риск от алкало-силициева реакция;
  • Сертифициран строителен материал според EN 12620;
  • Създаване на строителни продукти, които отговарят на изискванията за устойчиво развитие.
Противохлъзгаеми повърхностни покрития с железен силикат
Противохлъзгаеми повърхностни покрития с железен силикат

Противохлъзгаеми повърхностни покрития представляват повърхностни слоеве за третиране на пътищата, като подобряват устойчивостта на най-горния му слой. Обикновено дебелината на покритието е между 3 и 5 mm и спомага за намаляване на спирачния път при екстремни ситуации на пътя и опасни участъци.

Обикновените противоплъзгаеми покрития са на базата на природен боксит, кайто е добавъчният материал, който осигурява в най-голяма степен защита при голямо триене. Въпреки, че напоследък интересът към противохлъзгаемите повърхностни покрития е нарастнал значително, високата цена на природния боксит и слабото му разпространение в природата, възпрепятстват широкото внедряване за тези покрития.

Железният-силикат се явява безпогрешен заместител на този природен продукт, като влагането му в геополимери създава материали с по-добри характеристики. Най-разпространеното изпитване за определяне на способността за подхлъзване при пътни настилки, е чрез измерване на коефициента PSV (Polished Stone Value).

Железният-силикат подобрява PSV коефициента, както и износоустойчивостта на синтетичните геополимети, в който състав е използван. Университета Ulster, Северна Ирландия е отговорен за настоящите изследвания и развитие на противохлъзгаеми повърхностни покрития на базата на железен-силикат, в съответствие с EN и ASTM  стандартите.

Няколко са основните приноси на влагането на железен-силикат в противохлъзгаеми повърхностни покрития:  

  • Подобрява износоустойчивостта;
  • Подобрява якостта на натиск;
  • Сертифициран строителен материал според EN 12620;
  • Строителен продукт, който отговарят на изискванията за устойчиво развитие.
Сухи строителни смеси с железен силикат
Сухи строителни смеси с железен силикат

Сухите строителни смеси или още наречени сухи разтвори се произвеждат чрез пропорционално смесване на цимент, пясък, минерални и химични добавки. Най-често се срещат в дребнозърнеста или гранулирана форма, изготвени в заводски условия и транспортирани до строителния обект в сухи торби или насипно в циментовози.

Използват се след добавянето на определено количество вода. Фината структура на железния силикат допринася за влагането му в строителните смеси, като подобрява подвижността на разтворите при полагането им и запазва консистенцията.

Има два вида сухи строителни смеси – стандартни и специални. Стандартните включват зидарски разтвори, хастарни разтвори и разтвори за основи. Специалните се прилагат за лепене на плочки, фугиращи смеси, изолационни разтвори, самонивелиращи разтвори, хидроизолационни разтвори, репарационни разтвори, мазилки и шпакловки за стени и др.

Основните ползи от използването на железния силикат в сухите строителни смеси са:

  • Подобряване свойствата на прясната смес;
  • Подобряване на механичните свойствата на втвърдените смеси; 
  • Липса на линейни деформации;
  • Намаляване на съсъхването.
Керамични изделия с железен силикат
Керамични изделия с железен силикат

Керамиката е един от най-древните строителни материали познати на нашата планета, датираща от над 10 000 години пр. Хр. Непосредствено след като хората открили, че ако смесят глината с вода, придадат й определена форма и я изпечат, тя запазва формата си. Така започнали да експериментират с различни форми, цветове и смеси.

В днешно време, науката и практиката е открила широк набор от алтернативни материали за направата на керамични изделия, които подобряват свойствата на готовите продукти от една страна и от друга намаляват изразходването на природните суровини. Железният-силикат е такъв строителен материал, използването на който води до няколко значителни приноса вложен в различни керамични изделия (тухли, керамични и клинкерни плочи, керемиди и др.):

  • Повишава механичните свойства;
  • Подобрява обемната стабилност;
  • Намалява пластичността при изсушаване;
  • Намалява линейносто съсъхване;
  • Устойчиво вложен материал, намалява себестойността на крайните продукти.
Флотация на въглища с железен силикат
Флотация на въглища с железен силикат

Въглищните мини използват обогатителен процес, основаващ се на принципа на гравитачна сепарация – промиване, тежка баня и циклон, както и флотация. Железният-силикат е много ефективен материал при флотацията на фини въглищни частици с размери от 0-0,5 mm. Получената суспензия с стабилна, лесна за приготвяне, лесна за извличане от процеса и за последващо наново използване. В действителност най-широко разпространения материал за този процес с магнетита, но той не е разномерно географски разпределен. Железният-силикат е чудесна алтернатива на магнетита поради следните си плюсове:

  • Висока специфична плътност;  
  • Нисък вискозитет;
  • Лесен за приготвяне в суспензия;
  • Висока стабилност на получената суспензия;
  • Местна суровина, по-лесно достъпна от магнетита;
  • Фин и ефективен материал;
  • Устойчиво оползотворяване на материала.

Клиенти на железния-силикат са някои местни мини за въглища и топло централи.

Подробна референция за спецификацията на материалите, информационния лист за безопасност, логистиката и възможностите за доставка можете да намерите в нашите PDF брошури тук.

Контакти
Емануела Манолова
Емануела Манолова

Ръководител Бизнес Развитие Железни Силикати

Напишете имейл
Александър Блажев
Александър Блажев

Ръководител продажби

Напишете имейл