Что такое шлакопортландцемент

Отличие портландцемента от шлакопортландцемента

В виду использования шлака ШПЦ стоит гораздо дешевле, чем обычный портландцемент, но и отличается некоторыми характеристиками:

  • Медленнее набирает первоначальную прочность в сравнении с портландцементом, но после 3 недель твердения его качество значительно повышается;
  • В портландцементе отсутствует шлак, он изготовлен только из клинкера с определенным минералогическим составом и дополнительные присадки-ускорители и улучшители;
  • Менее выраженная экзотермическая реакция при твердении в сравнении с портландцементом – бетон почти не нагревается, что усложняет работу с ним при температурах от +4°С;
  • Меньшая плотность и вес готовой конструкции соответственно.

Чтобы не быть голословными, приведем сравнение характеристик этих видов вяжущего в таблице:

Па­ра­метрСос­тавПлот­ность це­мен­та, г/см 3Проч­ность, мар­каВре­мя на­ча­ла и кон­ца схва­ты­ва­нияОт­ли­чи­тель­ные свой­ства
Порт­ланд­це­ментКлин­кер из гли­ны и из­вест­ня­ка3,05…3,2400, 500, 550 и 60045 мин. – 10 ча­сов*Проч­ный ма­те­ри­ал с дли­тель­ным сро­ком служ­бы в нор­маль­ной сре­де
ШПЦКлин­кер, гипс, шлак3,0…3,1300, 400 и 500Го­то­вый бе­тон­ный ка­мень ус­той­чив к аг­рес­сив­ным сре­дам, но ме­нее проч­ный и дол­го­веч­ный, жа­ро­стой­кий

*время схватывания портландцементов зависит от температуры воздуха и влажности окружающей среды, но у шлакового вяжущего время твердения продолжительнее.

Срок набора прочности и показатели испытания образцов на изгиб наглядно показаны в таблице №2 ГОСТ 10178-85:

ПЦ-Д0 – обозначение количества добавок в процентном соотношении,
«Б» — быстротвердеющее вяжущее.

  • Нормальнотвердеющий;
  • Быстротвердеющий (ШПЦ-Б) с присадками – ускорителями минерального и вулканического происхождения (пепел, пемза и другие). Прочность такого достигает проектного значения уже к 7-14 суткам.

Шлакопортландцемент: вяжущие на основе шлаков

В начале 20 века производители чугуна начали искать возможные сферы применения доменного шлака – продукта, полученного вместе с чугуном в доменной печи в виде расплава. В 1908 году компания «Карнеги Стил» начала исследование возможных областей применения доменного шлака.

В 1911 году в отчете компании «Карнеги Стил» – «Использование доменного шлака в производстве бетона» впервые обосновано говорилось о возможности использовать доменный шлак в производстве бетона.

К 1917 году стало очевидно, что шлак является ценным продуктом, и что компаниям – производителям шлака стоит объединиться для более эффективного продвижения нового продукта. В 1918 году в США была создана Национальная Шлаковая Ассоциация. В 1919 году в США существовало 14 компаний – производителей шлака, которым принадлежало 32 завода.

За все время существования человечества доменный шлак прошел путь от использования в дорожном строительстве (в качестве агрегата) в Античном Риме до ценного строительного материала с разнообразными сферами применения в наше время. Сейчас шлак находит широкое применение в строительной индустрии, включая: производство гранулированного доменного шлака, смешанного (многокомпонентного цемента), гидравлических закладок, монолитного и конструкционного бетона, асфальтобетона, гранулированного заполнителя, минеральной ваты, кровельного материала, стекла, проведения оструктуривания почвы и много другого.

В начале 20 века производители чугуна начали искать возможные сферы применения доменного шлака – продукта, полученного вместе с чугуном в доменной печи в виде расплава. В 1908 году компания «Карнеги Стил» начала исследование возможных областей применения доменного шлака.

Что такое шлакопортландцемент

Шлакопортландцемент — распространенный компонент строительных материалов. Специфические свойства позволяют использовать его при изготовлении различных железобетонных конструкций. Несмотря на схожесть с портландцементом, данная разновидность имеет отличия , позволяющие расширить возможности использования бетона при строительстве.


Шлакопортландцемент — распространенный компонент строительных материалов. Специфические свойства позволяют использовать его при изготовлении различных железобетонных конструкций. Несмотря на схожесть с портландцементом, данная разновидность имеет отличия , позволяющие расширить возможности использования бетона при строительстве.

Шлакопортландцемент (ШПЦ).

Изготовляют так же, как и пуц- цолановый портландцемент, но в качестве активной минеральной добавки используют доменные гранулированные шлаки, содержание которых должно быть не менее 21 и не более 60 % от массы цемента (для ШПЦ М 300 – не более 80 %).

Доменные шлаки представляют собой продукт сплавления веществ, находящихся в пустой породе руды и топлива в основном в виде глины с флюсами (плавнями), которыми обычно являются известняк и доломит. При выплавке 1 т чугуна в среднем получается 0,6—0,75 т шлака.

По химическому составу доменные шлаки в основном состоят из CaO, Si02, А123 и отчасти MgO, суммарное содержание которых достигает 90—95 %. При высокой температуре в доменной печи диоксид кремния и оксид алюминия глинистых минералов взаимодействуют с оксидом кальция. При этом образуются малоосновные силикаты и алюминаты кальция. Структура и состав соединений в шлаках зависят не только от его химического состава, но и от условий охлаждения. Медленно охлажденный шлаковый расплав успевает закристаллизоваться, и образующийся шлак представляет собой конгломерат различных устойчивых соединений в кристаллическом виде, сцементированных тем или иным количеством шлакового стекла. При быстром охлаждении расплав не успевает закристаллизоваться, и шлак образуется в стекловидном состоянии. В этом случае он имеет большую химическую активность. Поэтому для изготовления вяжущих веществ используют шлаки, которые получают быстрым охлаждением расплава водой или паром. Такие шлаки имеют вид зерен (гранул) размером до 20 мм, отсюда их название — гранулированные.

Если модуль основности равен или больше единицы, шлак называют основным, при модуле меньше единицы — кислым. Гидравлическая активность доменных шлаков в большинстве случаев с увеличением модуля основности М0 возрастает. Если основные шлаки измельчить и смешать с водой, они схватываются и затвердевают, т. е. обладают самостоятельными вяжущими свойствами, особенно в присутствии активизаторов (например, извести или гипса). Такие шлаки можно вводить в шлакопортландцемент до 50—60 %. Кислые шлаки не обладают самостоятельными вяжущими свойствами, но при наличии гидроксида кальция, выделяющегося при твердении клинкерной части шлакопортландцемента, твердеют, образуя низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Во избежание значительного снижения морозостойкости и водонепроницаемости бетонов их дозировка должна быть умеренной — не более 40 %.

Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400, 500. Он имеет две разновидности: быстротвердеющий шлакопортландцемент (БТШГТЦ) М400 и сульфатостойкий шлакопортландцемент — СШПЦ М300 и 400.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент. Изготовляют из высококачественных клинкеров и активных гранулированных шлаков, размалывая их до 4000—5000 см 2 Д. По ГОСТу 10178—85 БТШПЦ за трое суток должен приобрести прочность при сжатии не менее 20 МПа (200 кгс/см 2 ), при изгибе — не менее 3,5 МПа (35 кгс/см 2 ).

Сульфатостойкий шлакопортландцемент. Входит в группу сульфатостойких цементов (ГОСТ 22266—76). Повышенная сульфато- стойкость обеспечивается применением клинкера и гранулированного шлака, в которых А123 не более 8 %. Другие минеральные добавки, кроме шлака, не допускаются. При таком составе вяжущего в затвердевшем камне преобладают низкоосновные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, и практически отсутствует свободный гидроксид кальция, что и способствует повышению сульфатостойкости шлакопортландцемента по сравнению с портландцементом.

Процесс твердения пуццоланового и шлакопортландцемента более сложен, чем у портландцемента, поскольку в нем участвуют оба их компонента — клинкер и активная минеральная добавка. При затво- рении этих цементов водой вначале преимущественное развитие получают гидролиз и гидратация клинкерных зерен. В результате образуются те же соединения, что и при затворении портландцемента. Затем возникают вторичные процессы — взаимодействие продуктов гидратации и прежде всего гидроксида кальция с активной минеральной добавкой с образованием в зависимости от вида добавки нерастворимых в воде гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Вторичные процессы при обычной температуре протекают продолжительное время и требуют влажных условий. Поэтому пуццолановый и обычный шлакопортландцементы по сравнению с портландцементом характеризуются относительно медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, но марочная прочность их примерно одинакова.

Твердение пуццоланового и шлакопортландцементов сопровождается меньшей экзотермией, что позволяет применять эти цементы для бетонирования массивных сооружений (плотины, фундаменты и т. п.). Использование их в зимних условиях вызывает трудности, так как при температуре ниже 10 °С процессы схватывания и твердения резко замедляются, а при температуре ниже 5 °С даже совсем прекращаются. Наоборот, при повышенных температурах пуццолановый и шлакопортландцементы твердеют более интенсивно, чем портландцемент, поэтому изделия из бетона на этих цементах целесообразно подвергать тепловлажностной обработке.

Стойкость пуццоланового и шлакопортландцементов при воздействии пресных, особенно мягких, и сульфатных вод выше, чем порт- ландцементов. В кислых и углекислых водах эти цементы, как и портландцемент, недостаточно стойки.

Водопотребность пуццолановых портландцементов выше, чем портландцементов, так как на смачивание развитой поверхности минеральных добавок требуется значительный объем воды (нормальная густота пуццоланового портландцемента 28—35 %, а обычного портландцемента — 22—26 %). Вследствие повышенной водопотребности и, следовательно, пористости цементного камня бетоны на пуццола- новом портландцементе менее морозостойки, чем на портландцементе.

Водопотребность шлакопортландцемента существенно не отличается от водопотребности обычных портландцементов, но химически связывается воды меньше, чем при гидратации портландцемента. Это приводит к снижению плотности бетона на шлакопортландцементе и, как правило, морозостойкости по сравнению с бетоном на портландцементе.

Бетоны на пуццолановых цементах характеризуются значительными деформациями усадки и набухания, что связано с повышенным содержанием в цементном камне гелевидных новообразований и развитой сетью мельчайших капилляров. При твердении в воздушно-сухих условиях бетон на пуццолановом портландцементе теряет прочность, что объясняется большой усадкой; «выветриванием» воды из гидратных соединений, т. е. он обладает пониженной воздухостойко- стью.

Усадка и набухание шлакопортландцемента приблизительно такие же, как и у портландцемента. Воздухостойкость шлакопортландцемента выше, чем пуццоланового портландцемента, но уступает портландцементу.

Жаростойкость бетона на шлакопортландцементе значительно выше, чем на портландцементе. Это объясняется главным образом пониженным содержанием в них свободного гидроксида кальция и наличием шлаков.

Вследствие меньшего содержания клинкерной части в пуццола- новом и шлакопортландцементах их себестоимость ниже, чем порт- ландцементов той же марки.

Пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент применяют для массивных бетонных и железобетонных конструкций подводных и подземных частей сооружений (плотин, шлюзов, тоннелей, канализационных и водопроводных сетей, фундаментов и т. п.). Широко используют эти цементы в производстве сборных изделий с тепловлажностной обработкой. Неэффективны эти цементы, особенно пуццолановый портландцемент, в наземных конструкциях в районах с сухим климатом или в цехах с пониженной влажностью воздуха, а также в частях сооружений, подвергающихся систематическому попеременному замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высушиванию.

Другие вяжущие с активными минеральными добавками. Кроме порт- ландцементов с активными минеральными добавками, в сравнительно небольших количествах изготовляют гидравлические вяжущие вещества на основе активных минеральных добавок и извести, гипса, тонко размалывая их совместно или раздельно, а затем смешивая. Таким путем получают известково-шлаковые, гипсошлаковые, известково-пуццола- новые, известково-зольные и другие вяжущие (ГОСТ 2544—76).

Вещественный состав этих вяжущих зависит от вида и активности минеральной добавки и условий применения вяжущего. При изготовлении известково-шлакового цемента содержание извести в зависимости от вида гранулированного доменного шлака (кислый или основной) составляет 10—20 %. В известково-пуццолановом цементе количество извести зависит от условий применения вяжущего и равно 15—35 %, если он предназначен для подводных конструкций, и 60—70 % при использовании его в конструкциях, эксплуатируемых в воздушно-сухих условиях. Следовательно, известково-пуццолановое вяжущее может рассматриваться как искусственная гидравлическая известь.

Гидравлическое твердение этих вяжущих обусловлено взаимодействием извести и гипса с активными составляющими гранулированных доменных шлаков (низкоосновные силикаты и алюминаты кальция) или минеральных добавок (активный кремнезем) с образованием относительно прочных и водостойких гидросиликатов и гидроалюминатов кальция.

Эти вяжущие характеризуются замедленным твердением и значительно меньшими марками по прочности и морозостойкости, чем портландцемент и его разновидности. Рациональное их применение, когда не требуется высокая прочность бетонов и растворов, приводит к экономии клинкерных цементов. Иногда такие вяжущие целесообразно использовать в смеси с портландцементом в целях его экономии, а также повышения морозостойкости и других свойств самих смешанных вяжущих. Особенно целесообразно их использовать при изготовлении сборных изделий в автоклавах.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества (ГЦПВ). Получают после тщательного смешения строительного или высокопрочного гипса (50—75 %) с портландцементом или шлакопортландцементом (15—25 %) и пуццолановой добавкой — трепелом, диатомитом, опокой и др. (10—25 %). Они предложены проф. А.В. Волженским. У этих вяжущих выгодно сочетаются быстрый рост прочности, обусловленный наличием полуводного гипса, способность в отличие от гипса твердеть во влажных условиях подобно гидравлическим цементам.

Необходимость введения в ГЦПВ активной минеральной добавки вызвана тем, что при твердении без нее смеси гипса с цементом образуется камень, который через несколько месяцев может разрушиться. Причина этого — образование высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция (эттрингита) ЗСаО • А123 • • 3CaS04 • (31-32)Н20 с большим увеличением объема. Если в такой твердеющей системе концентрацию гидроксида кальция сильно понизить, а это достигается введением активной минеральной добавки, связывающей Са(ОН)2 в гидросиликаты, то эттрингит практически не образуется. В этом случае возникают другие соединения, которые содержат сравнительно мало гидратной воды и в отличие от эттрингита не приводят к увеличению объема и развитию опасных напряжений, но способствуют гидравлическому твердению указанной системы.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие быстро схватываются и твердеют, что дает возможность изготовлять строительные изделия при сокращенной тепловлажностной обработке или без нее. На основе ГЦПВ можно получать бетоны прочностью 15—20 МПа (150— 200 кгс/см 2 ) и выше (до 30—40 МПа), если ГЦПВ изготовлено на высокопрочном гипсе.

Упруго пластические свойства, в частности ползучесть, таких бетонов близки к аналогичным свойствам бетонов на портландцементе соответствующих марок. Бетоны на ГЦПВ имеют коэффициент размягчения 0,6—0,8; морозостойкость 25—50 циклов. По сульфатостой- кости ГЦПВ равноценны сульфатостойкому портландцементу.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества используют для изготовления санитарно-технических кабин, панелей основания пола, вентиляционных блоков, изделий для малоэтажных жилых домов и зданий сельскохозяйственного назначения, а также в смеси с полимерными добавками (латексами) при отделочных работах.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества (ГЦПВ). Получают после тщательного смешения строительного или высокопрочного гипса (50—75 %) с портландцементом или шлакопортландцементом (15—25 %) и пуццолановой добавкой — трепелом, диатомитом, опокой и др. (10—25 %). Они предложены проф. А.В. Волженским. У этих вяжущих выгодно сочетаются быстрый рост прочности, обусловленный наличием полуводного гипса, способность в отличие от гипса твердеть во влажных условиях подобно гидравлическим цементам.

Шлакопортландцементы и бетоны на их основе

Известно, что шлаки представляютсобой отходы производства чугуна в доменных печах на металлургических заводах.В их состав входят алюмосиликаты кальция, образовавшиеся из пустой породыжелезной руды, золы, кокса и различных флюсов, добавляемых в процессе плавки (рис. 1).

Рис. 1. Схема доменного процесса

Количество шлака в расчете на 1т чугуна может быть различным в зависимости от используемой руды иместоположения предприятия, однако в целом количество шлака на 1 т чугуна непревышает 300–400 кг.

В 1860 году Ланжен (Франция)показал, что шлак можно гранулировать при быстром его охлаждении сразу же повыходе из доменной печи. В 1865 году это открытие было использовано дляпроизводства шлакового кирпича. В начале 70-х годов XIX века в ряде стран был предложен такназываемый шлаковый цемент, состоящий из смеси 70–85 % молотогогранулированного доменного шлака и 15–30 % гидратной извести иногда сускоряющими твердение добавками [1]. Шлак в этом цементе придавал воздушномувяжущему — извести способность гидравлического твердения под водой. Шлакпервоначально рассматривался как заменитель природного пуццолана, а получившийсяпродукт назывался шлаковым или пуццолановым цементом. В дальнейшем былаустановлена ошибочность подобного взгляда на доменный шлак. Шлаковые цементытого времени находили применение в растворах и бетонах для сооружениянабережных, мостовых устоев, каналов, резервуаров и т. д. В частности, этицементы применялись для строительных работ горного ведомства, для морских работв управлении торговых портов в России.

Последующей практикой былообнаружено, что шлаковый цемент обладает большей стойкостью в агрессивныхводах, нежели портландцемент, но значительно уступает последнему по прочности вусловиях воздушного твердения и по стойкости при магазинировании; содержащаясяв шлаковом цементе гидратная известь на воздухе быстро карбонизируется и теряетактивность [1]. Поэтому в дальнейшем производство шлакового цемента не получилобольшого развития, а доменные шлаки стали широко применять для изготовленияшлакопортландцемента, который сочетал в себе многие достоинства шлаковогоцемента и портландцемента.

Шлакопортландцемент — естьпродукт, полученный путем совместного перемола портландцементного клинкера игранулированного основного доменного шлака соответствующего состава (весовоесодержание шлака в готовом продукте не должно превышать 85 %).

В конце XIX века в Германии появился шлаковыйпортландцемент. Германские фабриканты увидели в производителях нового материалаконкурентов, что вызвало в их среде большую тревогу. Объединившись,портландцементные фабриканты стали чинить всевозможные препятствия с цельюопорочить шлакопортландцемент. Была даже назначена специальнаяправительственная комиссия для изучения свойств нового вяжущего вещества. Врезультате в качестве компромисса было решено разделить шлаковый портландцементна две марки: железопортландцемент с содержанием шлака до 30 % и доменныйцемент с содержанием шлака 30–85 %. Такое подразделение не могло бытьоправдано, так как содержание шлака в таких цементах определяется химическимсоставом: одни из них требует меньшего, другие большего количества клинкера дляполучения продукта высокого качества (при наименьшей себестоимости).Заграничная практика тех лет показала, что шлакопортландцемент, даже с оченьбольшим содержанием шлаков, может успешно применяться в самых разнообразныхвидах строительства.

Читайте также:  Установка и подключение духового шкафа и варочной панели. Подключение духового шкафа и варочной панели к

Стоит отметить, что в это время появиласьтенденция продвигать на рынок так называемые улучшенные портландцементы,песчаные цементы и т. д., под видом которых заводчики старались продать портландцементс подмешанными измельченными доменными шлаками. Появился миф об улучшенныхпортландцементах. Рождению мифа способствовало то, что некоторые из этихцементов, особенно с высоким содержанием извести, после смешивания со шлакамиопределенного состава действительно приобретали высокую прочность в отвердевшихрастворах [4], однако ряд других качеств при этом претерпевали не лучшиеизменения, например, прочность при длительном пребывании в атмосфере падала.

Количество добавленных шлаковдолжно строго ограничиваться соотношениями количества кремнезема и извести вшлаках и составом цемента. В этом и кроется главная опасность подмешиванияшлаков. Шлаки по своему составу довольно близки к портландцементу, хотя и невсякий шлак годиться для подмешивания. Однако уж очень заманчиво получитьдополнительные доходы. Подсчитано, что при подмешивании шлака в портландцементпродавец получает дополнительно 37 % от продажной стоимости товара [4].Проверить количество подмешиваемого шлака было чрезвычайно трудно.

Германия оградила себя от этойопасности тем, что производители цемента взяли на себя обязательства илипродавать только чистый цемент, или указывать на таре, какая введена примесь(шлак) и в каком количестве. Общими усилиями производителей удалось изгнать снемецкого рынка подмешанный цемент. Ну и повезли производители подмешанныецементы в другие страны, в том числе и в Россию [4].

На V Цементном съезде (1898) ввиду появленияв продаже шлакового цемента было принято решение — ходатайствовать, чтобы этомуявлению было присвоено соответствующее название [3].

Выдающаяся роль в развитии иприменении шлакопортландцемента в России принадлежит Н. А. Белелюбскому, А. А.Байкову, С. И. Дружинину и В. А. Кинду. По инициативе Н. А. Белелюбского,возглавлявшаяся им механическая лаборатория института инженеров путей сообщенияс 1915 года начала систематически проводить испытания продукташлакопортландцементных заводов, давать ему наименование и всяческисодействовать практическому применению его в строительстве. Одна из последнихработ Н. А. Белелюбского, написанная совместно с С. И. Дружинином и В. А. Киндом,была посвящена техническим условиям приемки шлакопортландцемента.

А. А. Байков уже в то времяпришел к выводу о сходстве природы портландцемента и основного доменного шлака,обладающего самостоятельными гидравлическими вяжущими свойствами. А. А. Байков условнорассматривал портландцемент как шлак высокой степени основности, а основнойшлак — как портландцемент с очень низким гидромодулем. Это представление былоположено Байковым в основу предлагаемых им методов испытания и нормированияшлакопортландцемента. В 1916 году в одном из докладов Байков подчеркивалбольшое значение производства шлакопортландцемента для народного хозяйствастраны, принимая во внимание его дешевизну и громадный спрос на строительныематериалы в послевоенные годы. Анализируя выпуск и качество шлаков южнорусскихметаллургических заводов, Байков пришел к выводу о возможности выпускашлакопортландцемента в количестве 20–25 % от выпуска портландцемента, что и быловпоследствии осуществлено. Тогда же С. И. Дружинин указал на неправильностьотнесения шлакопортландцемента к группе смешанных цементов, мотивируя этополной равноценностью шлакопортландцемента и портландцемента по химическойприроде и механическим свойствам, и обосновал необходимость соответствующихизменений в номенклатуре вяжущих веществ. С 1913 по 1915 год было построено 3шлакопортландцементных завода общей мощностью 70–90 тыс. т. Эти заводы находилисьна металлургических комбинатах — Александровском, Брянском и Судаковском [1]. Офизико-механических свойствах отечественного шлакопортландцементах того времениможно судить по результатам испытаний продукции двух заводов в 1915 году вмеханической лаборатории Институте инженеров путей сообщения: табл.1.

Вода для хранения образцов

Предел прочности при растяжении стандартных образцов, кг/см2

Выдающаяся роль в развитии иприменении шлакопортландцемента в России принадлежит Н. А. Белелюбскому, А. А.Байкову, С. И. Дружинину и В. А. Кинду. По инициативе Н. А. Белелюбского,возглавлявшаяся им механическая лаборатория института инженеров путей сообщенияс 1915 года начала систематически проводить испытания продукташлакопортландцементных заводов, давать ему наименование и всяческисодействовать практическому применению его в строительстве. Одна из последнихработ Н. А. Белелюбского, написанная совместно с С. И. Дружинином и В. А. Киндом,была посвящена техническим условиям приемки шлакопортландцемента.

4. Шлакопортландцемент: состав, свойства и области применения

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Он получается путем совместного тонкого помола клинкера и гранулированного доменного (или электротермофосфорного) шлака с необходимым количества гипса. Допускается раздельный помол компонентов и их последующее смешение. Количество доменного шлака в шлакопортландцементе должно быть не менее 21% и не более 80% (от массы цемента). Допускается замена до 10% шлака трепелом или другой активной добавкой.

Доменные шлаки по своему химическому составу напоминают цементный клинкер. В них преобладают оксиды (%): 30-50 CaO; 28-30 SiO2; 8-24 Al2O3; 1-3 MnO; 1-18 MgO, общее содержание которых достигает 90-95%. Гидравлическая активность шлаков характеризуется коэффициентом качества:

С увеличением показателя коэффициента качества выше гидравлическая активность доменного гранулированного шлака, Кmin=1.

Шлак, применяемый в качестве добавки к цементу обязательно подвергается быстрому охлаждению водой или паром. Эта операция называется грануляцией. Быстрое охлаждение препятствует кристаллизации шлака, и он получается в стеклообразном и тонкозернистом химически активном состоянии. Поэтому гранулированный шлак является активным компонентом шлакопортландцемента, он взаимодействует с гидроксидом кальция с образованием низкоосновных гидросиликата и гидроалюмината кальция. Процесс твердения шлакопортландцемента значительно ускоряется при тепловлажностной обработке, поэтому его эффективно применять в сборных изделиях, изготовляемых с пропариванием.

Незначительное содержание в цементном камне Ca (OH) 2 повышает стойкость шлакопортландцемента в мягких и сульфатных водах по сравнению с портландцементом. Тепловыделение при твердении шлакопортландцемента в 2-2,5 раза меньше, чем у портландцемента, поэтому он является самым подходящим цементом для бетона массивных конструкций. Шлакопортландцемент выгодно отличается от пуццоланового портландцемента умеренной водопотребностью, более высокой воздухостойкостью и морозостойкостью. Он успешно применяется как для наземных, так и подземных и подводных частей сооружений. Стоимость его на 15-20% ниже стоимости портландцемента.

Жаростойкость шлакопортландцемента значительно выше, чем у портландцемента, поэтому он широко используется для изготовления жаростойких бетонов. Однако шлакопортландцементу присущ тот же недостаток, что и пуццолановому портландцементу – он медленно набирает прочность в первое время твердения, в особенности при пониженных температурах. Этот недостаток устраняется в быстротвердеющем шлакопортландцементе, который обладает более интенсивным нарастанием прочности, чем обычный шлакопортландцемент. Обычный шлакопортландцемент имеет марки: 300, 400 и 500.

(Микульский В.Г. “Материаловедение. Строительные материалы” М., 2004)

Незначительное содержание в цементном камне Ca (OH) 2 повышает стойкость шлакопортландцемента в мягких и сульфатных водах по сравнению с портландцементом. Тепловыделение при твердении шлакопортландцемента в 2-2,5 раза меньше, чем у портландцемента, поэтому он является самым подходящим цементом для бетона массивных конструкций. Шлакопортландцемент выгодно отличается от пуццоланового портландцемента умеренной водопотребностью, более высокой воздухостойкостью и морозостойкостью. Он успешно применяется как для наземных, так и подземных и подводных частей сооружений. Стоимость его на 15-20% ниже стоимости портландцемента.

Шлакопортландцемент и перспективы его использования

Доменный шлак – это продукт в виде расплава, получаемый в результате производства чугуна в доменной печи. Еще в начале двадцатого века, когда многие рационализаторы пытались найти применение этому продукту, компания «Карнеги стил» начала масштабные исследования в этой области. В 1911 году специалисты компании пришли к выводу, что шлак можно использовать в процессе производства бетона, и доказательно обосновали это в своих отчетах, касающихся исследований в этой области.

Идея была настолько удачной, что компании, производящие шлак, решили объединиться для более эффективного продвижения на рынок нового продукта, и 1918 год стал годом создания на территории Соединенных Штатов Америки первой в мире Национальной Шлаковой Ассоциации. На тот момент на территории страны функционировало 14 компаний, занимающихся производством шлака, а в их собственности находилось в общей сложности 32 завода. На территории Совесткого Союза в 1933 году также была создана специальная организация, специализирующаяся на вопросах шлакопереработки. Большой штат сотрудников занимался разработками, направленными в основном на поиск возможностей применения шлаковых материалов в строительстве. Во многих других странах тоже существовали подобные организации, изучающие перспективность использования шлаков, часто они создавались на базе крупных металлургических заводов и комбинатов. Наибольшую известность в мире получили Техническая ассоциация по изучению и использованию доменных шлаков (Франция), Национальная шлаковая ассоциация (Канада), Британская ассоциация шлака (Великобритания). При этом стоит заметить, что разработки, осуществляемые подобными организациями на территории различных стран, существенно отличались целым рядом деталей, так как и сам процесс переработки шлаков разнится в зависимости от условий конкретной отдельно взятой страны.

Доменный шлак начали использовать еще во времена античного Рима (тогда он применялся в основном в дорожном строительстве). Сегодня же он представляет собой весьма ценный строительный материал, который находит себе применение в различных сферах человеческой деятельности. Шлак необходим для производства таких востребованных строительной индустрией продуктов, как бетон (монолитный и конструкционный), асфальтобетон, многокомпонентного цемента, гранулированного заполнителя, стекла, минеральной ваты, гидравлических закладок, различных кровельных материалов, и других стройматериалов.

Что же представляет собой доменный шлак? Официальное определение понятия «шлак» звучит следующим образом: «Шлак – это неметаллический продукт, состоящий, главным образом, из алюминатов кальция и силикатов, получаемый вместе с чугуном в доменной печи в виде расплава».

В процессе производства чугуна в доменную печь закладывают флюсовый камень (как правило, это доломит или известняк), кокс и железную руду. Эти компоненты перерабатываются, и на выходе получается два продукта – чугун (расплавленный), и собственно, шлак. Компоненты, которые входят в состав шлака – оксиды алюминия, кварц, оксиды кальция и магния. Получают шлак из печи в расплавленном виде, при этом его температура может достигать 1480 С. Расплавленный шлак подвергают какому-либо из существующих видов обработки (охлаждение с помощью воздуха или холодной воды, помол или дробление). В зависимости от кого, какой из этих четырех способов был использован, получается один из видов шлакового материала, отличающийся определенными свойствами и являющийся уникальным.

Доменный шлак в основном состоит из оксидов алюминия, магния и кальция, а также кварца (доля этих компонентов составляет около 95 %), кроме того, в его состав входят соединения серы, железа и марганец (5%). В случае, если шлак обработан методом охлаждения воздухом, он насыщен алюмосиликатными минералами (волластонит, мелилит, мервинит и другие) и силикатами, которые встречаются в естественной среде в виде отдельных пород. Если же был применен метод дробления или помола, все эти элементы превращаются в стекло и именно в этом виде присутствуют в составе шлакового материала. В целом же химический состав любого вида шлака очень однороден, и пределы его вариативности являются очень узкими, так как природное сырье, которое загружается в доменную печь, проходит процесс тщательного отбора.

Показатели физических свойств шлака (структура, размер фракций, вес) напрямую зависят от выбранного метода обработки исходного расплавленного шлакового материала, получаемого на выходе из доменной печи. В зависимости от присущих готовому шлаку свойств определяется и сфера его применения в дальнейшем.

Использование шлака в качестве компонента строительных материалов является в настоящее время весьма перспективным и ресурсосберегающим направлением. Ведь проблема использования в различных отраслях индустрии вторичных сырьевых ресурсов сегодня стоит очень остро. Шлак является по своей сути промышленным отходом, поэтому его рациональное использование – существенный шаг вперед.

Ведь на сегодняшний день металлургия во многих странах мира является одной из лидирующих отраслей промышленности, поэтому количество отходов металлургических предприятий составляет едва ли не львиную долю всех промышленных отходов на планете. При этом все физические и химические свойства шлака позволяют относить его к категории ценного сырья для изготовления строительных материалов. Ведь он обладает целым рядом полезных свойств, что способствовало его постепенному внедрению в строительную индустрию. Сегодня во многих городах мира существуют дома, автострады, плотины, мосты, промышленные здания, хозяйственные постройки, созданные из стройматериалов на шлаковой основе.

Самым популярным и используемым в строительстве видом промышленной продукции на шлаковой основе является шлакопортландцемент. История добавления шлака в состав цемента началась еще в 1892 году в Германии (тогда был использован гранулированный шлак).

Шлакопортландцемент представляет собой вяжущее гидравлическое вещество, затвердевающее как в воде, так и на воздухе. Получают шлакопортландцемент методом совместного измельчения гранулированного шлака и портландцементного клинкера. Государственные стандарты, утверждающие четкие нормы содержания шлаковых компонентов в готовом шлакопортландцементе, в различных странах неодинаковы. Так, например, шлакопортландцемент, соответствующий утвержденным в России стандартам, должен содержать от 21% до 60 % шлака. В Соединенных Штатах Америки верхняя граница содержания шлака равна 65 % от общей массы, такой же стандарт действует и на территории Великобритании. В Германии существует два государственных стандарта шлакопортландцемента: доменный цемент (содержание шлака от 31% до 85%) и железопортландцемент (содержание шлака не превышает 35%). Во Франции выпускается четыре вида шлакопортландцемента: шлако-клинкерный цемент, железопортландцемент, доменный цемент и смешанный металлургический цемент, и каждый из этих видов имеет собственный стандарт. Кроме того, каждый вид цемента еще делится на две марки, в зависимости от прочности. В Германии марок прочности цемента существует по три (у каждого вида шлакопортландцемента), а в Великобритании – только одна марка прочности, которая характеризует все разновидности шлакопортландцемента английского производства.

Шлакопортландцемент популярен при проведении общих строительных работ, применяется для постройки гидротехнических сооружений, для изготовления железобетонных труб. Этот материал универсален, ведь степень прочности шлакопортландцемента практически равна прочности обычного портландцемента. Единственный нюанс заключается в том, что изделия из шлакопортландцемента нуждаются в более серьезном уходе, если находятся в условиях резких перепадов температурного режима.

Особенности применения шлаковых материалов в странах Восточной и Западной Европы заключается в том, что доменные гранулированные шлаки в основной своей массе предназначаются для производства различных вяжущих материалов. Поэтому логично, что основным продуктом, производимым из шлаков в этих регионах, остается шлакопортландцемент. А в Японии и Соединенных Штатах Америки доменные гранулированные шлаки, как правило, используются преимущественно для производства заполнителя. Именно поэтому в строительное производство этих стран вовлекается гораздо больше шлаковых отходов металлургической отрасли, чем где бы то ни было, ведь производство заполнителя требует гораздо больше исходного шлакового материала, чем производство вяжущих веществ. Наиболее эффективным направлением по праву считается производство шлакового щебня, в котором используется технология придоменной обработки шлака. Она примечательна тем, что в процессе переработки применяется тепловая энергия, которая подверглась аккумуляции шлаковым расплавом еще в процессе выплавки чугуна в доменной печи. Это не только экономит расходы на оборудование производственных мощностей, но и позволяет сберечь топливно-энергетические ресурсы.

Так как в последние несколько лет вокруг отечественных металлургических комбинатов наблюдается постоянное нарастание нагромождений невостребованного шлака, можно сделать неутешительные выводы о том, что спрос на шлакопортландцемент постепенно снижается. Доменные гранулированные шлаки рискуют так и остаться маловостребованными. Выходом из этой ситуации может служить постепенное расширение производства заполнителя на шлаковой основе, например, такого универсального материала, как шлаковая пемза. Она является отличным заменителем керазмзита и востребована во многих сферах строительной индустрии. Кроме того, перспективным видится производство литого шлакового щебня, который необходим для использования в составе тяжелых бетонов.

Бетоны, в которых в качестве заполнителя применяется доменный гранулированный шлак, имеют ряд уникальных преимуществ, выгодно выделяющих их среди традиционных разновидностей бетона. Ведь гранулированный шлак проявляет все свойства активного заполнителя в силу того, что поверхностный шлаковый слой вступает в реакцию с гидроксидом кальция, образуя немалое количество гидросиликатов кальция. Это, в свою очередь, позволяет создавать очень прочный связующий слой между заполнителем и цементной матрицей, который устраняет все капиллярные каналы, образующиеся в процессе естественной усадки цементного камня. Поэтому бетон, имеющий такой состав, отличается высокой коррозийной устойчивостью. Он намного лучше ведет себя в условиях взаимодействия с агрессивной внешней средой, в том числе химической (воздействие кислоты, щелочи), чем бетон из традиционных составляющих. Физико-химические характеристики таких бетонов также являются уникальными, что обусловлено их специфической структурой и полным отсутствием даже самых минимальных зазоров на стыке вяжущего вещества и заполнителя. Именно это и сделало бетоны на основе шлакового заполнителя такими популярными в Японии и Соединенных Штатах Америки. В отечественной строительной индустрии такая разновидность бетона используется сравнительно редко, и проигрывает по уровню популярности бетонам из традиционных компонентов. Но именно поэтому внутренний рынок страны располагает действительно огромными резервами для развития этой отрасли производства. Это позволит за относительно короткий промежуток времени существенно уменьшить общую массу шлаковых отвалов на территории страны, ведь их концентрация в районах, специализирующихся на металлургии и в связи с этим насыщенными предприятиями этой отрасли, стремительно растет и скоро будет близка к критической. Следует помнить, что мы живем в то время, когда экономия существующих природных ресурсов, как сырьевых, так и топливно-энергетических, должна стать приоритетным направлением для научно-технических разработок. Самые передовые страны мира давно убедились в этом и взяли на вооружение технологии производства с использованием отходов промышленности, включая и технологию использования шлаков в производстве бетона.

Читайте также:  Технические характеристики кабеля РКГМ

Доменный шлак начали использовать еще во времена античного Рима (тогда он применялся в основном в дорожном строительстве). Сегодня же он представляет собой весьма ценный строительный материал, который находит себе применение в различных сферах человеческой деятельности. Шлак необходим для производства таких востребованных строительной индустрией продуктов, как бетон (монолитный и конструкционный), асфальтобетон, многокомпонентного цемента, гранулированного заполнителя, стекла, минеральной ваты, гидравлических закладок, различных кровельных материалов, и других стройматериалов.

Что такое шлакопортландцемент

Доменные шлаки для изготовления различного рода строительных материалов используются у нас больше 100 лет. В 1865 г., вскоре после того, как стали применять грануляцию шлаков водой и были выявлены их гидравлические свойства, возникло производство стеновых камней из смеси извести и шлака. В 90-х годах прошлого столетия в нынешном Днепропетровске и Кривом Роге построили набивным способом первые крупные здания из шлакобетона. Позже, в 1913—1914 гг., в Днепропетровске был выстроен первый завод шлакопортландцемента. Примерно в то же время производство его было организовано на Косогорском металлургическом заводе в Туле. В настоящее время объем производства шлакопортландцемента у нас в стране достигает около 30% общего выпуска цемента.

Шлакопортландцемент является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного тонкого измельчения клинкера и высушенного гранулированного доменного шлака с обычной добавкой гипса; шлакопортландцемент можно изготовить тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно.

По ГОСТ доменного шлака в этом цементе должно быть не меньше 21% и не больше 60% массы цемента; часть шлака можно заменить активной мине ральной добавкой (трепелом) (не более 10% массы цемента),, что способствует улучшению технических свойств вяжущего. В шлакопортландцементе, предназначаемом для применения в массивных гидротехнических сооружениях, предельное содержание шлака не регламентируется и устанавливается по соглашению сторон. Разновидностями шлакопортландцемента являются нормальный быстротвердеющий и сульфатостойкий. Технология производства шлакопортландцемента отличается тем, что гранулированный доменный шлак подвергается сушке при температурах, исключающих возможность его рекристаллизации, и в высушенном виде подается в цементные мельницы. При помоле шлакопортландцемента производительность многокамерных трубных мельниц понижается, что объясняется, по-видимому, низкой средней плотностью шлака, ограничивающей возможность достаточного заполнения по массе объема мельниц. Иные результаты получаются при применении кислых шлаков как мокрой, так и в особенности полусухой грануляции. При совместном помоле с клинкером эти шлаки, хотя они и в значительной степени остеклованы, не сосредотачиваются в тончайших фракциях цементного порошка. Наличие крупных зерен шлака в составе шлакопортландцемента несколько замедляет процесс твердения.

Для получения каждого компонента с наиболее приемлемой для него тонкостью помола следует размалывать клинкер и шлак раздельно. В зависимости от сравнительной сопротивляемости клинкера и шлака измельчению принимают две схемы помола. По первой клинкер предварительно измельчают сначала в первой мельнице, а затем уже во второй совместно со шлаком. Такая схема рекомендована Южгипроцементом для получения быстротвердеющего шлакопортландцемента. Она рациональна при более низкой размалываемости шлака, чем клинкера. В этом случае достигается особо тонкий помол клинкера, что ускоряет твердение шлакопортландцемента.

Вторая схема предусматривает обычный совместный помол шлака и клинкера при примерно одинаковой их размалываемости. В этом случае измалываемые компоненты еще дополнительно истирают друг друга. Высокая тонкость помола — развитая удельная поверхность — особенно важна для клинкерной части цемента. При этом также проявляется физико-химическая потенциальная активность шлака. Увеличение удельной поверхности шлакопортландцемента до 3200—3000 см2/г позволяет повысить его прочность примерно до прочности чистого портландцемента с удельной поверхностью — 3000 см2/г.

Клинкер для шлакопортландцемента должен иметь такой минералогический состав и структуру, чтобы были обеспечены твердение и высокая прочность «клинкерной части» в составе шлакопортландцемента. Целесообразно, чтобы по физико-химической характеристике он приближался бы к клинкерам высокопрочных быстротвердеющих портлапдцементов. Гипс ускоряет схватывание шлакопортландцемента, однако дозировку его нужно устанавливать экспериментально. Содержание шлака и других активных добавок в составе цемента составило в 1980 г. в среднем по промышленности 21,7%. Наиболее быстрое твердение происходит при 30—40%) шлака. По ГОСТ к шлакопортландцементу предъявляются такие же требования по тонкости помола, срокам схватывания, равномерности изменения объема, содержанию S03 и MgO в клинкере как и к портландцементу. По прочностным показателям он разделяется на марки 300, 400 и 500. Отличительной его особенностью является повышенная прочность на растяжение и изгиб. В отличие от пуццолановых портландцементов шлакопортландцемент не вызывает повышения водопотребности растворов и бетонных смесей. При несколько замедленном росте прочности в первый после затворения период он интенсивно наращивает ее в последующем. За срок от семи суток до одного года прочность у портландцемента увеличивается примерно вдвое, а у шлакопортландцемента— в нормальных температурно-влажностных условиях возрастает значительно больше — примерно в 2,5 раза.

Твердение шлакопортландцемента обусловливается более сложными процессами, чем портландцемента из-за шлака. Происходит гидратация клинкерной части цемента, в результате чего в твердеющей системе образуется насыщенный известковый раствор, который образуется также и при разложении сернистого кальция.

Весьма важна концентрация в растворе как ионов Са2+, так и гидроксильных ОН-; существенная роль последних заметна по интенсивной гидратации шлака при воздействии щелочных растворов натрия или калия; в растворе имеется также некоторое количество ионов S04.

В результате создается среда, способная вызвать щелочное и сульфатное возбуждение зерен шлака, поверхностные слои которых вовлекаются в результате этого в процессы гидратации и образования цементирующих соединений. Контактируя в полостях и микротрещинах с поверхностными слоями шлакового стекла, известковый раствор способствует переводу в раствор находящихся на поверхности шлаковых зерен катионов вследствие разрыва кремнекислородных связей. В результате при взаимодействии с известью образуются гидросиликаты кальция, вначале более основные, а по мере снижения концентрации извести в реагирующей среде — уже низкоосновные серии CSH (В).

Исследования процессов твердения известковошлаковых смесей и шлакопорт-ландцементов показали, что происходит химическое связывание шлаком СаО.

В процессе твердения шлакопортландцемента образуется гидросульфоалюминат кальция; после израсходования всего гипса при достаточно высокой концентрации извести возможно образование гидроалюминатов кальция. Не исключена возможность появления гидрогеленита — C2ASH8.

Шлакопортландцемент в отличие от портландцемента не проявляет тенденции к снижению прочности при твердении в результате обычно возникающих внутренних напряжений. Количество связанной воды при твердении шлакопортландцемента зависит преимущественно от активности и соответствует степени гидратации клинкерной части шлакопортландцемента в особенности при кислых шлаках. Содержание шлака в шлакопортландцементе уменьшает контракцию, причем через сутки это уменьшение пропорционально содержанию шлака в цементе. При одинаковом соотношении шлака и клинкера контракция к 30 суткам больше у шлакопортландцемента на основных шлаках. Контракция шлакопортландцемента на кислых шлаках зависит, главным образом, от химико-минералогического состава клинкера.

Усадочные деформации у шлакопортландцемента в растворе 1:3 с нормальным песком к 4 месяцам твердения на воздухе достигают 0,6—0,76 мм/м при содержании в цементе 50% кислых доменных шлаков либо 70% основных доменных шлаков. У взятого для сравнения пуццоланового портландцемента усадка составила 1,15 мм/м. Причина усадки в условиях воздушного твердения — в основном удаление свободной воды; у шлакопортландцементов с небольшой добавкой шлака, ниже 50%, усадка зависит преимущественно от минералогического состава клинкера.

Тепловыделение при гидратации шлакопортландцемента значительно ниже, чем у портландцемента. Это препятствует его использованию в зимних условиях, но положительно сказывается при изготовлении массивного бетона. Для нормального твердения шлакопортландцемента необходима температура не ниже 288 К, при более низких бетонную смесь необходимо подогревать.

Исследовалась стойкость шлакопортландцементов с кислыми и основными шлаками по отношению к выщелачиванию методом фильтрации дистиллированной воды. Опыты показали, что введение в цементы как кислых, так и основных шлаков повышает их стойкость по отношению к действию мягкой воды. Это характеризуется уменьшением абсолютного количества выщелоченной из шлакопортландцемента извести, а также меньшей потерей прочности по сравнению с портландцементом и пуццолановым портландцементом. Твердые зерна шлака, довольно медленно гидратирующиеся, создают дополнительный жесткий каркас, который сохраняется и после выщелачивания части извести из клинкерной составляющей шлакопортландцемента. Шлакопортландцемепты обладают достаточной морозостойкостью, которую можно повысить путем введения поверхностно-активных воздухововлекающих и других добавок, уменьшения В/Ц и созданием условий для предварительного твердения примерно до 3 мес до начала морозов. Последнее особенно важно для шлакопортландцементов на базе кислых шлаков, содержащих больше «слабо связанной» воды и вследствие этого менее морозостойких, чем шлакопортландцементы на основных шлаках. Сравнительно высока морозостойкость цемента при содержании 60—80% шлака. Для водонепроницаемости существенное значение имеет как вид использованного для получения цемента шлака, так и его дисперсность. Из шлакопортландцемента можно получить водонепроницаемые бетоны при высокой удельной поверхности цемента, а также при добавке 10% другой активной минеральной добавки. Для повышения активности шлакопортландцементов применяется мокрый помол шлаков и последующее смешение шлакового шлама в бетономешалке с портландцементом. Такой метод был применен на строительстве плотины во Франции и дал весьма положительные результаты. Было установлено, что выделение тепла при твердении шлакопортландцемента понизилось, что особенно ценно для массивного бетона.

Положительной особенностью шлакопортландцементов, в отличие от пуццолановых, является сравнительная воздухостойкость, обеспечивающая нормальное твердение бетона (железобетона) наземных сооружений. Это не исключает необходимости тщательного ухода за бетоном для защиты его от высыхания и пониженных температур в первые сроки твердения. Шлакопортландцемент обладает повышенной стойкостью против действия минерализованных вод (морской, сульфатной и др.). Однако по отношению к концентрированным растворам магнезиальных солей он недостаточно стоек. Свободные кислоты, содержащиеся в болотных, сточных промышленных и других водах разрушают бетон из шлакопортландцемента.

Шлакопортландцемент не оказывает корродирующего действия на заложенную в бетон стальную арматуру и достаточно прочно сцепляется с ней. Поэтому его можно применять в железобетонных конструкциях наравне с портландцементом. В отличие от портландцемента шлакопортландцемент в растворах и бетонах лучше сопротивляется действию повышенных температур, поэтому его можно применять после необходимого предварительного твердения во влажных условиях для некоторых строительных конструкций, эксплуатируемых в горячих цехах. Особенно хорошо влияет на твердение шлакопортландцемента тепло-влажностная обработка. Исследования показали, что пропаривание так интенсивно ускоряет процессы гидратации, кристаллизации и уплотнения структуры шлакопортландцемента, что получаемые растворы и бетоны приобретают высокие строительные свойства. Коэффициент использования активности цемента при пропаривапии достигает 70% против 60% для портландцемента; повышается трещиностойкость, морозостойкость, водонепроницаемость, водо- и солестойкость и улучшается ряд других свойств. Для получения шлакопортландцемента, предназначаемого для пропаривания, целесообразно применять клинкер, содержащий 55—60% C3S и 7—10% С3А при 40% гранулированного доменного шлака.

Шлакопортландцемент более универсальное вяжущее, чем пуццолановый, его можно эффективно применять для бетонных и железобетонных конструкций, наземных, подземных и подводных сооружений. Он особенно эффективен в крупных гидротехнических сооружениях, а также в сборных железобетонных конструкциях и изделиях, подвергающихся тепловлажностной обработке. Крупнейшие гидроэлектростанции на Днепре (Днепрогес, Каховская ГЭС и др.), на Енисее и др. возведены с применением шлакопортландцемента; он был широко использован для строительства предприятий черной металлургии и других отраслей тяжелой индустрии в Донбассе, на Урале, в Сибири, в Закавказье и др. Его успешно применяют в ряде районов для производства сборных железобетонных конструкций и изделий с применением пропаривания.

Исследования процессов твердения известковошлаковых смесей и шлакопорт-ландцементов показали, что происходит химическое связывание шлаком СаО.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Цемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы:

– портландцемент (без минеральных добавок);

– портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20%);

– шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20%).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.3. По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

– портландцемент – 400, 500, 550 и 600;

– шлакопортландцемент – 300, 400 и 500;

– портландцемент быстротвердеющий – 400 и 500;

– шлакопортландцемент быстротвердеющий – 400.

Примечание. Допускается с разрешения минстройматериалов выпускать портландцемент с минеральными добавками марки 300.

1.4. Условное обозначение цемента должно состоять из:

– наименования типа цемента – портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования – соответственно ПЦ и ШПЦ;

– марки цемента – по п.1.3;

– обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по п.1.6: Д0, Д5, Д20;

– обозначения быстротвердеющего цемента – Б;

– обозначения пластификации и гидрофобизации цемента – ПЛ, ГФ;

– обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, – Н;

– обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 400-Д20-Б – ПЛ ГОСТ 10178-85

Допускается обозначение (за исключением случаев поставки цемента на экспорт):

ПЦ 400-Д20-Б – ПЛ ГОСТ 10178-85

(Поправка. ИУС N 6-2001).

– гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации;

– гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476 и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документации;

– добавки, регулирующие основные свойства цемента, и технологические добавки по соответствующей нормативно-технической документации.

1.6. Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл.1.

Активная минеральная добавка, % по массе

доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки

осадочного происхождения, кроме глиежа

прочие активные, включая глиеж

Допускается замена части минеральных добавок в цементах всех типов добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5% массы цемента.

(Поправка. ИУС N 6-2001).

1.7. Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл.2.

при изгибе в возрасте, сут

при сжатии в возрасте, сут

Изготовитель должен определять активность при пропаривании цемента каждой партии .

1.2-1.7. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.9. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее 10 ч от начала затворения.

1.10. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой N 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ 300-Д5, ПЦ 400-Д5,
ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20

ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5, ПЦ 600-Д5,
ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20, ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б

ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, ШПЦ 400-Б

1.12. Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Пластифицированный или гидрофобный цемент должен поставляться по согласованию изготовителя с потребителем.

Пластифицированный или гидрофобный цемент не должен поставляться потребителям, использующим суперпластификаторы при приготовлении бетонных смесей.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех типов должна быть такой, чтобы при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

(Измененная редакция, Изм. N 1; Поправка. ИУС N 6-2001).

1.13. При производстве цемента для интенсификации процесса помола допускается введение технологических добавок, не ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1%, в том числе органических не более 0,15% массы цемента.

Эффективность применения технологических добавок, а также отсутствие отрицательного влияния их на свойства бетона должны быть подтверждены результатами испытаний цемента и бетона.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.14. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор высоковольтных линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения должен поставляться цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината ( ) в количестве не более 8% по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем должен поставляться цемент одного из следующих типов:

– ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н – для всех изделий;

– ПЦ 500-Д5-Н – для труб, шпал, опор, мостовых конструкций, независимо от вида добавки (для напорных труб должен поставляться цемент I или II группы по эффективности пропаривания согласно приложению А;

– ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н – для бетона дорожных и аэродромных покрытий при применении в качестве добавки гранулированного шлака в количестве не более 15%.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.15. Массовая доля щелочных оксидов ( и ) в пересчете на ( +0,658 ) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием реакционно-способного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем.

Читайте также:  Установка проточного фильтра. Проточный фильтр для очистки воды в квартире — различные модели и их особенности

1.18. Изготовитель должен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки, но не менее чем 20% отгруженных партий.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

– шлакопортландцемент быстротвердеющий – 400.

ГЛАВА 13. ШЛАКИ И ШЛАКОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Шлакопортландцементом называется гидравлическое вяжущее, получаемое путем тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гранулированным доменным или электротермофосфорным шлаком, а также с двуводным гипсом. Для получения быстротвердеющего шлакопортландцемента порошок портландцемента иногда размалывают с гранулированным шлаком. Шлака з шлакопортландцементе должно быть не менее 21 % и не более 80 % по массе (ГОСТ 10178—76, с изм.). Гипс вводят в шлакопортландцемент для регулирования сроков схватывания, а также в качестве активизатора твердения шлака.

По своим физико-механическим свойствам шлакопортландцемент близок к обычному портландцементу, но выгодно отличается от него более низкой стоимостью, При прочих равных условиях стоимость его на 15—20 % ниже стоимости портландцемента. Сейчас примерно около 25 % всего выпускаемого в нашей стране цемента приходится на долю шлакопортландцемента. В значительных количествах издавна выпускается он во Франции, ГДР, ФРГ, США, Англии и других странах.

Клинкер на заводах шлакопортландцемента целесообразно изготовлять с применением в качестве глинистого компонента гранулированного шлака. Близость химических составов доменных шлаков и портландцемента позволяет получать сырьевую смесь надлежащего качества при небольших добавках известняка. Это уменьшает расход топлива на диссоциацию карбоната кальция и, следовательно, на обжиг цемента. Сырьевую смесь готовят тонким измельчением шлака и известняка, взятых в установленном соотношении.

Для получения клинкера можно применять медленно охлажденные доменные шлаки, однако их дробление и помол требуют повышенных затрат электроэнергии, и поэтому обычно предпочитают использовать гранулированные шлаки.

Гранулированный шлак предварительно сушат в сушильных барабанах или, что эффективнее, в специальных установках в условиях кипящего слоя до влажности, не превышающей 1—2%. В этих установках паро-съем достигает 230—250 кг/м3 при расходе теплоты 4190—4600 кДж/кг испаренной воды. Шлак не следует нагревать выше 600—700 °С, так как при более высокой температуре он может расстекловываться, что вызывает уменьшение его гидравлической активности.

Высушенный шлак, портландцементиый клинкер и гипс дозируют и направляют на помол в шаровые мельницы. Для облегчения помола можно вводить спецнальиые добавки в количестве до 1 % по массе цемента (ПАВ, уголь и др.), не ухудшающие его качество.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент обладает более интенсивным, чем обычные шлакопортландцемен-ты, нарастанием прочности в начальный период твердения. Его изготовляют тонким измельчением до 4000— 5000 см2/г высококачественных клинкеров и активных гранулированных шлаков, смешиваемых в строго установленном соотношении.

Содержание основных гранулированных шлаков в обычном шлакопортландцементе достигает 50—60%, а кислых — 30—50 % (в зависимости от качества шлака и клинкера). Иногда в шлакопортландцементах до 8—10 % шлака заменяют кислой активной кремнеземистой добавкой (трепел, опока и т. п.), что, по мнению некоторых исследователей, способствует значительному увеличению его прочности (Феррари и др.). В остальном производственные процессы и оборудование, применяемое на заводах шлакопортландцемента, подобны тем, какие используются на заводах портландцемента.

Процессы твердения шлакопортландцемента более сложны, чем обычного портландцемента, поскольку в реакции с водой участвуют оба его компонента: клинкер и гранулированный доменный или электротермофосфор-иый шлак.

При затворении шлакопортландцемента во взаимодействие с водой в первую очередь вступают клинкерные частички. Первоначально в основном образуются те же соединения, что и при гидратации портландцемента. При обычных температурах гидратация C3S и C2S в клинкерной составляющей приводит вначале (когда в твердеющем тесте имеется пересыщенный раствор гидроксида кальция) к образованию волокнистых гидросиликатов кальция состава (1,7—2)Ca0-SiO2- (2—4)Н20, обозначаемых общей формулой C2SH, по Р. Боггу, или С—S—Н (II), по X. Тейлору. В дальнейшем вследствие снижения концентрации гидроксида кальция в растворе, частично поглощаемого шлаковым компонентом, образуются менее основные гидросиликаты состава (0,8— — l,5)CaO.Si02-2,5H20 типа CSH (В), по Р. Боггу [С—S—Н (I), по X. Тейлору].

Параллельно при гидратации C3S и C2S выделяется и гидроксид кальция. Гидратация С3А и C4AF портландцемента на начальной стадии его взаимодействия с водой приводит к образованию соответственно С4АН13 и C4FHi3, Одновременно гипс взаимодействует с алюминатами кальция с образованием C3A-3CaSQ4-(30—32)Н20, регулирующего схватывание шлакопортландцемента. Но по мере вовлечения доменного шлака в реакции гидролиза и гидратации под воздействием щелочной и сульфатной активизации и взаимодействия его с гидроксидом кальция состав новообразований претерпевает значительные изменения. Преобладающими в них оказываются CSH (В) и метастабильный двухкальциевый гидроалюминат С2АН8.

Ряд исследований дает основание полагать, что в этих условиях образуется также гидрогеленит 2СаО-•Al203-Si02-8H20 или же гидрогранаты общей формулы C3Ai_*F*S2H6-22, а трехсульфатная форма гидросульфо-алюмината кальция преобразуется в односульфатную 3CaO-Al203-CaS04-12H20.

Механизм взаимодействия шлакового стекла с водой под воздействием щелочной и сульфатной активизации уже разобран ранее.

Таким образом, в затвердевшем шлакопортландцементе преобладают низкооснбвные гидросиликаты кальция, образующиеся в высокодисперсном гелевидном состоянии. Это отражается на его технических свойствах (повышенные по сравнению с портландцементом усадочные деформации затвердевшего камня при его увлажнении и высыхании и др.).

Вместе с тем при надлежащем составе вяжущего отсутствие или незначительное содержание в цементном камне свободного гидроксида кальция и переход глинозема в низкооснбвные гидроалюминаты или гидрогеленит способствуют повышению сульфатостойкости шлакопортландцементов по сравнению с портландцементами.

При твердении шлакопортландцементов при повышенных температурах (80—95°С) состав новообразований практически остается таким же, как и при твердении при обычных температурах (10—25 °С). В процессе же твердения этих вяжущих в автоклавах при 174,5— 200 °С и давлении насыщенного водяного пара 0,8— 1,5 МПа (изб.) возникают иные новообразования, из которых свойства цементного камня определяют гидросн-лнкаты состава (1,8—2,4)CaO-Si02- (1 —1,25)НаО с общей формулой C2SH (A), CSH (В) и гидрогранаты. Одновременно при автоклавной обработке значительно увеличивается размер частичек новообразований, часть которых становится видимой в оптический микроскоп.

Как показывают исследования, твердение шлакопортландцемента на основе доменного шлака при обычной температуре сопровождается связыванием воды, не испаряющейся при 105 °С, в количестве 15% массы вяжущего (через 28 сут твердения смесей с В/Ц — 0,35. 0,65). При этом возникают контракционные поры, суммарный объем которых равен 0,4—0,5 см3/г связанной воды, не испаряющейся при 105 °С. Пористость при твердении портландцементов достигает в среднем 0,28 см3/г неис-паряющейся воды.

Истинная плотность шлакопортландцемента колеблется в пределах 2,8—3 г/см3, уменьшаясь с увеличением содержания в цементе гранулированного доменного шлака. Плотность в рыхлойасыпном состоянии 900—1200, а в уплотненном —1400—1700 кг/м3.

Водопотребность шлакопортландцемента существенно не отличается от водопотребностн обычных портландцементов. В ряде случаев при равной удобообрабатываемо-сти в растворные или бетонные смеси на шлакопортландцементе нужно добавлять воды меньше, чем при использовании портландцемента.

Водоотделение из теста, полученного затворением шлакопортландцемента, несколько больше, чем из теста портландцемента. С увеличением тонкости помола его водоудерживающая способность значительно возрастает.

Скорость схватывания зависит от химического состава шлака и соотношения в шлакопортландцементе шлака и портландцемеитного клинкера, а также от содержания гипса. Добавление 30—50 % шлака к быстросхватывающемуся измельченному клинкеру (даже без гипса) позволяет получать, как правило, нормально и медленно схватывающийся продукт. Введение гипса, замедляя схватывание портландцемеитного клинкера, значительно ускоряет схватывание шлакопортландцемента, возбуждая гидравлическую активность шлака.

Обычный шлакопортландцемент, содержащий 50— 60 % шлака, схватывается медленнее, чем рядовой портландцемент. Однако он удовлетворяет общим для всех клинкерных цементов нормам: начало схватывания — не ранее 45 мин и конец — не позднее 10 ч. Шлакопортландцемент соответственно ГОСТ 10178—76 (с изм.) разделяют по показателям прочности на марки 300, 400 и 500.

Активность шлакопортландцемента при одинаковой тонкости помола определяется, главным образом, оптимальным для данного шлака химическим и минеральным составом клинкера и соотношением между шлаком и клинкером. Для производства шлакопортландцемента предпочтителен клинкер активностью 40—50 МПа с умеренно повышенным содержанием С3А (до 12 %) и преобладанием C3S в силикатной части.

Шлакопортландцемент характеризуется относительно медленным нарастанием прочности в начальные сроки твердения, что особенно ощутимо при испытании образцов из пластичного раствора. В более отдаленные сроки твердения прочность обыкновенного шлакопортландцемента возрастает и через 2—3 мес даже превосходит прочность портландцемента той же марки.

Рядовой шлакопортландцемент по сравнению с портландцементом при схватывании и твердении более чувствителен к влиянию температуры окружающей среды. При пониженных положительных температурах (2—6°С) его схватывание и твердение значительно замедляются, а при тепловлажностной обработке резко ускоряются. Термообработка бетонов на шлакопортландцемеите при 80—95°С способствует ускорению процессов твердения, причем через 28 сут прочность пропаренных бетонов в 1,5—2 раза превосходит прочность тех же бетонов, твердевших при обычной температуре (15—20 °С).

Активность обычных шлакопортландцементов и портландцементов, измельченных до удельной поверхности около 3000 см2/г, при длительном хранении изменяется примерно одинаково. Быстротвердеющий же шлакопортландцемент при хранении вследствие значительной удельной поверхности относительно быстро теряет активность и особенно способность к интенсивному росту прочности в ранние сроки твердения (1—3 сут). Поэтому быстротвердеющие шлакопортландцементы следует применять после изготовления в первые 5—7 сут и во всяком случае не позднее двух недель. В эти сроки прочность цемента при хранении снижается относительно мало.

Шлакопортландцемент при твердении обычно отличается равномерным изменением объема. Даже при использовании клинкеров с повышенным коэффициентом насыщения, содержащих до 3,5 % СаОСВоп и поэтому непригодных для получения портландцемента, СаОсвоб в шлакопортландцементе связывается шлаком и не вызывает неравномерности изменения объема. Шлакопортландцемент менее чувствителен и к повышенным добавкам гипса.

Тепловыделение при твердении шлакопортландцемента меньше, чем у портландцемента, причем тем меньше, чем больше в нем шлака, и тем значительнее, чем выше его удельная поверхность

Тепловыделение быстротвердеющего шлакопортландцемента примерно такое же, как и портландцемента.

Усадка и набухание шлакопортландцемента при одинаковой тонкости помола характеризуются приблизительно такими же показателями, что и усадка и набухание обычного портландцемента. С увеличением содержания в клинкере C2S и повышением тонкости помола усадка и набухание шлакопортлаидцемеита, как и портландцемента, возрастают.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент вследствие высокой удельной поверхности обладает повышенной усадкой, достигающей через 3 мес 0,6—0,7 мм/м (у образцов из пластичного раствора 1:3). Поэтому его не следует применять в тех областях строительства, где предъявляются особые требования к значению усадочных деформаций, например при устройстве дорожных покрытий в условиях сухого и жаркого климата. По интенсивности миграции влаги бетоны на шлакопортлаидцемен-тах и портландцементах практически равноценны.

Жаростойкость шлакопортлаидцемеита значительно превосходит жаростойкость портландцемента. Шлакопортландцемент способен без снижения прочности выдерживать длительное воздействие высоких температур (600—800°). Это объясняется, главным образом, пониженным содержанием свободного Са(ОН)2.

Стойкость шлакопортландцементов при воздействии мягких и сульфатных вод выше, чем портландцементов. В частности, против сульфатной агрессии более стойки шлакопортландцемеиты с пониженным количеством клинкера, содержащие кислые малоалюминатные шлаки с повышенным (до 8—10 %) количеством MgO. Вместе с тем необходимо отметить, что шлакопортландцемеиты такого состава часто характеризуются невысокой активностью.

Повышенная стойкость шлакопортландцементов в мягких водах объясняется образованием при их твердении цементирующих новообразований пониженной основности и незначительным содержанием в цементном камне гидроксида кальция. В связи с этим для частей сооружений, постоянно находящихся в воде, в частности речной, предпочтительнее шлаковые портландцементы, а не обычный портландцемент.

Значительное снижение концентрации гидроксида кальция в жидкой фазе твердеющего шлакопортландцемента уменьшает возможность образования трехсульфат-ной формы гидросульфоалюмината кальция (эттрингита) при проникании сульфатных вод. Поэтому в затвердевшем цементном камне не возникают вредные объемные деформации, нарушающие его структуру. Этим объясняется более высокая стойкость шлакопортландцементных бетонов в минерализованных сульфатных водах по сравнению со стойкостью бетонов на портландцементе. В кислых и углекислых водах, где степень разрушения цементного камня мало зависит от содержания в нем Са(ОН)2, стойкость шлакопортландцемента примерно такая же, как и портландцемента.

Сохранность стальной арматуры в бетонах на шлакопортландцементе вполне удовлетворительная и почти такая же, как в портландцементных бетонах.

Морозостойкость шлакопортландцемента несколько ниже морозостойкости портландцемента; она уменьшается с увеличением содержания шлака. Это объясняется несколько меньшей плотностью и повышенной водопроницаемостью бетонов на шлакопортландцементе. Бетоны на шлакопортландцементе обычно выдерживают 50— 100 циклов замораживания и оттаивания. Поэтому шлакопортландцемент не рекомендуют для изделий и конструкций, работающих в особенно суровых условиях, например в плитах-оболочках гидротехнических сооружений, размещаемых в зоне меняющегося уровня воды и систематически замерзающих и оттаивающих в водонасыщенном состоянии. Морозостойкость быстротвердеющего шлакопортландцемента несколько выше, чем рядового цемента.

Тепловыделение при твердении шлакопортландцемента меньше, чем у портландцемента, причем тем меньше, чем больше в нем шлака, и тем значительнее, чем выше его удельная поверхность

Классификация портландцемента со шлаком

Портландцемент со шлаком делится на разные классы, каждому из которых присущи определенные технические характеристики и параметры, отраженные в нормативных документах. Ниже представлены таблицы со всеми значимыми данными, без которых невозможно выполнить расчеты и начать работы.

В смесь для приготовления шлакобетона добавляют далеко не любое сырье. Основное требование к шлаку – отсутствие в его составе оксидов химических соединений, способных плохо повлиять на свойства материала. Обязательное требование: шлак должен быть чистым, без любого рода примесей (земли, глины, золы и т.д.). Как правило, в цемент идут шлаки металлургической/топливной промышленности.

Характеристики шлакопортландцемента

Шлакопортландцемент по скорости твердения делится на два основных типа:

Химические свойства

Основные составляющие доменного шлака – кварц, оксиды алюминия, кальция и магния, на которые приходится 95% всего состава шлака. Остальные 15% – марганец, соединения железа и серы и следовое количество других элементов. Однако, следует отметить, что основные оксиды, входящие в состав шлака не встречаются в свободной форме. В доменном шлаке, охлажденном воздухом, оксиды объединяются в различные силикаты и алюмосиликатные минералы, такие как мелилит, мервинит, волластонит и др., которые также существуют в виде природных пород. В дробленом и молотом шлаках, данные элементы присутствуют в виде стекла. Химический состав шлаков варьируется в очень узких пределах, поскольку все сырье, загружаемое в доменную печь, очень тщательно отбирается и смешивается.

Типичный химический состав доменного шлака, %
кварц(SiO2)32-42
оксид алюминия(A12O3)7-16
оксид кальция (CaO)32-45
окись магния (MgO)5-15
сера (S)*1-2
оксид железа (Fe203)1-1,5
оксид марганца (MnO)0,2-1,0

* в основном в виде сульфида кальция

Необходимо подчеркнуть, что бетоны с заполнителем из доменных гранулированных шлаков отличаются рядом преимуществ перед традиционными бетонами. Как было установлено в работах доменный шлак в составе портландцементного бетона выполняет функцию активного заполнителя, т.е. его поверхностный слой реагирует с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидролизе алита. При этом образуется дополнительное количество гидросиликатов кальция, которые создают чрезвычайно прочную связь заполнителя с цементной матрицей, полностью исчезают капиллярные каналы, которые в результате усадки цементного камня образуются между ним и поверхностью заполнителя. Это приводит к значительному повышению коррозионной стойкости бетона с активным заполнителем по сравнению с традиционными составами в большинстве агрессивных сред, в том числе даже против такого грозного вида химической агрессии, как кислотная. Кроме того, благодаря специфической структуре и отсутствию микрозазоров на границе раздела вяжущего и заполнителя, такие бетоны обладают отличительными физико-механическими характеристиками. Именно этим обусловлено широкое применение бетонов на шлаковом заполнителе в США, Японии и других странах.

Недостатки

Портландцемент со шлаком имеет один недостаток — если нарушена герметичность мешков, прочностные качества потеряются через 45 дней после даты изготовления.

Еще производители цемента могут добавлять минеральные добавки согласно нормативам и строительным правилам. Не стоит опасаться бетона с добавлением шлаков, рекомендуется подобрать марку, которая будет соответствовать поставленной задаче.


По отзывам и рекомендациям профессионалов и частных строителей шлакощелочной бетон имеет хорошо подобранный состав, который позволяет возводить надежные и долговечные сооружения. Многие мастера отмечают, что раствор имеет приемлемые цены и удобную упаковку, работать с ним достаточно просто. Товар легко доставлять на строительный объект и выгружать. Материал полностью соответствует стандартам качества, по этой причине конструкции получаются долговечными и прочными.

Как возникает шагрень

Шагреневая поверхность может получиться по многим причинам. Самые распространенные из них:

  • Некачественная краска, лак или грунтовка.
  • Неправильное использование окрасочного оборудования.
  • Плохо подготовленное основание для окрашивания.
  • Применение при послойной окраске материалов разных торговых марок или разных партий, несовместимых между собой.

В результате подобных причин микроскопические частицы окрасочных составов не сливаются между собой, и поверхность получается недостаточно гладкой.


Если для стен небольшая шагрень – это допустимое явление, тем более что сейчас модно красить стены и потолки краской, создающей эффект шагрени, то для автомобиля такой дефект совершенно не желателен. Знать, как покрасить авто без шагрени, лучше каждому, кто берется за такую работу, а вообще идеально доверить её — мастерам с профессиональным оборудованием.

Добавить комментарий