Кстати, сами шлаки могут быть гранулированными или негранулированными, но первые используются гораздо чаще, и здесь тоже есть экономические аспекты.
Что это такое — цемент со шлаком, его применение, пропорции для бетона
Шлакопортландцемент — это строительный материал, который используется во многих областях для возведения наземных и подземных сооружений. Это гидравлическое вяжущее, изготавливаемое путем измельчения цементного клинкера, шлака (20-80%, в идеале 50%) и гипса (максимум 5%).
Долгое время гранулированный шлак считался отходом строительной индустрии, но затем шлакобетоны стали использоваться, поскольку ценились их прочность и легкость. Переработанные материалы, так называемые отходы металлургической промышленности, с добавлением глины, гипса, смешанные с цементом, придают повышенную прочность конструкции.
Доменный цемент широко используется при строительстве железобетонных конструкций, где требуется высокая устойчивость к агрессивным химическим веществам. Эти бетонные смеси подходят для монтажа монолитных конструкций. Например, при использовании обычного цемента в больших конструкциях выделяется значительное количество тепла, что может привести к деформации и растрескиванию в процессе быстрого охлаждения. Эта проблема не возникает при использовании шлакобетона.
Наиболее распространенный шлаковый цемент представляет собой комбинацию гидросиликата щелочи и кальция в сочетании с гидролюмосиликатом и мелким шлаком. Структуры из этого материала имеют минимальную пористость. Благодаря высокому качеству водопоглощение минимально, а устойчивость к низким температурам максимальна. Через сутки материал уже достиг примерно 30 % от своей нормальной прочности.
При добавлении в бетонную смесь шлак не боится агрессивной среды — морская вода и всевозможные хлориды, кислоты и сульфаты не могут повлиять на конструкцию/здание.
- 1 Недостатки
- 2 Достоинства
- 3 Технология производства
- 3.1 Сферы применения портландцемента со шлаком
- 3.2 Выбор сырья и особенности хранения
- 6.1 Класс 300 по ГОСТ 10178-85
- 6.2 Класс 400
- 6.3 Класс 500
- 7.1 Состав смесей для приготовления шлакобетона
- 7.2 Как приготовить
Недостатки
Стоит отметить, что этот материал имеет относительно мало недостатков по сравнению со шлакопортландцементом. Точнее говоря, есть один: Если контейнер, в котором поставляется цемент, не герметичен, он теряет свою прочность через полтора месяца с даты изготовления.
Достоинства
При исследовании шлакопортландцемента следует внимательно изучить все оттенки и характеристики. Несмотря на множество преимуществ, главным преимуществом шлакопортландцемента является его более низкая стоимость при прочих равных условиях. Шлак, который является отходом от выплавки черных металлов, обладает теми же свойствами, что и обычный цемент. В то же время он несет в себе определенные положительные свойства.
- Более низкая цена при условии тех же параметров и характеристик прочности.
- Небольшой показатель плотности и удельного веса не оказывают на фундамент и перекрытия существенного давления.
- Прекрасная жаропрочность материала – диапазон нагрева доходит до +800 градусов.
- Коррозийная стойкость на высоком уровне.
- Высокая скорость затвердевания.
- Повышенный показатель морозостойкости при применении технологии пропаривания железобетонных изделий.
- Сравнительно низкая температура тепловыделения.
- Великолепная стойкость монолита к воздействию сульфатных и пресных вод, другим агрессивным средам.
Производство гранулированного шлака
Шлак является побочным продуктом металлургического производства и состоит из кварца, оксидов кальция и магния. Расплавленный шлак для добавления в портландцемент подвергается быстрому охлаждению водой или паром — грануляции. Быстрое охлаждение предотвращает кристаллизацию продукта, который остается в химически активном, стеклообразном, мелкозернистом состоянии. Благодаря сохраненной химической активности гранулированный шлак вступает в реакцию с гидроксидом кальция клинкера с образованием гидроксида кальция и гидроалюмината кальция.
Компоненты цемента со шлаком:
- Клинкер с содержанием магния не более 6 %. Оксид магния снижает прочность бетона.
- Доменный или электротермометаморфический шлак – 20-80 %. Оптимальное количество шлаковых добавок зависит от требуемых характеристик вяжущего.
- Гипс природный чистый и гипс, содержащий фосфор, бор, фтор. Содержание гипсовых компонентов не должно превышать 5 % от общей массы клинкера.
Компоненты сушатся в специальных камерах. После сушки содержание влаги составляет менее 1%, после чего они измельчаются в мелкий порошок.
Характеристики шлакопортландцемента
Зачем в цемент добавляют шлак?
Этот технологический процесс позволяет получить широкий спектр полезных свойств:
- Повышенная стойкость материала к мягким и сульфатным водам, благодаря отсутствию активных компонентов и плотной молекулярной структуре. ШПЦ может использоваться для строительства конструкций, эксплуатируемых во влажной среде.
- Пониженное тепловыделение, что является положительным моментом при строительстве массивных конструкций, но отрицательным при бетонировании в холодные периоды года.
- Умеренная водопотребность .
- Высокая водостойкость и морозостойкость.
- Повышенная жаростойкость – +600…+800 °C.
- Стоимость, которая ниже стоимости традиционного портландцемента на 15-20 %. В масштабах крупного строительства этот фактор обеспечивает существенную экономию.
- Возможность применения для строительства как наземных, так и подземных конструкций.
Шлакопортландцемент отличается от обычного цемента более низкой плотностью, что позволяет уменьшить массу конечной конструкции или бетонного изделия.
Одним из недостатков шлакосодержащего материала является задержка затвердевания в начальный период после литья. Он особенно медлителен при низких температурах. Твердение портландшлакового цемента может быть значительно ускорено путем тепловой и влажностной обработки. Поэтому это связующее вещество часто используется при производстве продуктов, приготовленных на пару.
Еще одним отрицательным свойством шлакопортландцемента является то, что его гарантированный срок службы короче, чем у обычного цемента. Шлакопортландцемент может сохранять свои характеристики только в течение 45 дней после выхода с завода. Его необходимо хранить в соответствии с инструкцией, иначе он еще быстрее потеряет свои характеристики.
Виды цемента с добавкой шлака
Цемент из доменного шлака делится на два основных типа в зависимости от степени затвердевания:
- Нормальнотвердеющий. По набору прочности отстает в первые дни от обычного портландцемента. Но после трех недель твердения прочность ШПЦ выше прочности ПЦ аналогичной марки.
- Быстротвердеющий. В составе такого вяжущего присутствуют ускорители твердения вулканического и минерального происхождения – пепел, пемза и другие. Марочную прочность такое вяжущее способно набрать уже после 7-14 суток твердения.
Где применяют цемент со шлаком
Область применения этого типа цемента аналогична портландцементу:
- Производство тяжелых бетонов классов прочности В15-В30.
- Производство сухих строительных смесей.
- Изготовление плит перекрытия, бетонных панелей, колонн, балок, ригелей и других несущих конструкций зданий и сооружений, в том числе предварительно напряженных.
- Монолитное жилое и коммерческое возведение объектов.
- Производство элементов благоустройства территорий: тротуарная плитка, бордюрные камни, брусчатка.
- Все виды малоэтажного частного строительства: заливка: фундаментов, стен, плит перекрытия, стен и перекрытий погребов и т.п.
Пропорции шлакоцемента для бетона
Как уже упоминалось, портландшлакопортландцемент является относительно дешевым аналогом портландцемента, поэтому его пропорции для производства тяжелого бетона различных марок соответствуют пропорциям портландцемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500).
Конкретные пропорции ингредиентов обычно указаны на упаковке продукта. Для получения наиболее распространенного тяжелого бетона М200 обычно используют следующие пропорции ингредиентов: 1 часть шлакового цемента, 1,5 части песка, 3 части щебня, 0,8 части воды.
Особенности применения шлакоцемента
Состав этого продукта определяет определенные свойства при применении, на которые следует обратить особое внимание:
- Повышенное время схватывания и набора марочной прочности.
- Небольшой гарантированный период хранения – 45 суток.
- Необходимость в длительном тщательном уходе за конструкциями в жаркое время года – регулярном увлажнении и укрытии полиэтиленовой пленкой.
- «Капризность» по отношению к перепадам температуры.
- Ограниченное применение в условиях пониженной температуры окружающей среды.
В то же время, учитывая положительный баланс преимуществ и свойств этого вида «вяжущего», можно утверждать, что если стоит задача построить здание с минимальными затратами основных строительных материалов, то шлакопортландцемент является лучшим выбором, чем портландцемент для общестроительных работ.
