Шлаковий цемент

Шлаковий цемент

Так називають цементи, які отримують при сумісному помелі гранульованих доменних шлаків, додаючи спеціальні активізатори (ангідрит, будівельний гіпс, вапно, та інші) або при змішуванні цих компонентів, роздільно подрібнених.

Шлаковий цемент ділять на такі види: сульфатно-шлаковий із змістом гіпсу або ангідриту 15-20%, вапняно-шлаковий із змістом гіпсу до 5% від маси цементу і вапна 10-30%, портландцемент до 5% або перевести до 2%.

Для отримання будівельних бетонів та розчинів, які будуть використовувати в підводних або підземних спорудах, застосовують саме Шлаковий цемент.

У виробництві автоклавних виробів і матеріалів великою популярністю користується Вапняно-шлаковий цемент.

Доменні шлаки для виготовлення різного роду будівельних матеріалів використовуються у нас більше 100 років. У 1865 р., незабаром після того, як стали застосовувати грануляцію шлаків водою і були виявлені їх гідравлічні властивості, виникло виробництво стінових каменів з суміші вапна і шлаку. У 90-х роках минулого століття в нынешном Дніпропетровську і Кривому Розі побудували набивним способом перші великі будівлі з шлакобетону. Пізніше, в 1913--1914 рр., в Дніпропетровську був побудований перший завод шлакопортландцементу. Приблизно в той же час виробництво його було організовано на Косогорском металургійному заводі в Тулі. В даний час обсяг виробництва шлакопортландцементу у нас в країні сягає близько 30% загального випуску цементу.

Шлакопортландцемент є гідравлічним в'яжучим матеріалом, одержуваним шляхом спільного тонкого подрібнення клінкеру і висушеного гранульованого доменного шлаку з звичайної добавкою гіпсу; шлакопортландцемент можна виготовити ретельним змішуванням тих же матеріалів, подрібнених роздільно.

По ГОСТ доменного шлаку в цьому цементі повинна бути не менше 21% і не більше 60% маси цементу; частина шлаку можна замінити активної міні ральной добавкою (трепелом) (не більше 10% маси цементу), що сприяє поліпшенню технічних властивостей в'яжучого. У шлакопортландцементе, предназначаемом для застосування в масивних гідротехнічних спорудах, граничний вміст шлаку не регламентується і встановлюється за згодою сторін. Різновидами шлакопортландцементу є нормальний швидкотвердіючий і сульфатостійкий. Технологія виробництва шлакопортландцементу відрізняється тим, що гранульований доменний шлак піддається сушці при температурах, що виключають можливість його рекристалізації, і у висушеному вигляді подається в цементні млини. При помелі шлакопортландцементу продуктивність багатокамерних трубних млинів знижується, що пояснюється, мабуть, низькою середньою щільністю шлаку, що обмежує можливість достатнього заповнення по масі обсягу млинів. Інші результати виходять при застосуванні кислих шлаків як мокрій, так і в особливості напівсухий грануляції. При сумісному помелі з клінкером ці шлаки, хоча вони і значною мірою остеклованы, не зосереджуються в найтонших фракціях цементного порошку. Наявність великих зерен шлаку в складі шлакопортландцементу дещо уповільнює процес твердіння.

Для отримання кожного компонента з найбільш прийнятної для нього тонкістю помелу слід розмелюють клінкер і шлак роздільно. Залежно від порівняльної опірності шлаку клінкеру і подрібненню беруть дві схеми помелу. По першій клінкер попередньо подрібнюють спочатку в першій млині, а потім вже в другій спільно зі шлаком. Така схема рекомендована Южгипроцементом для отримання цементу шлакопортландцементу. Вона раціональна при більш низькій размалываемости шлаку, ніж клінкеру. В цьому випадку досягається особливо тонкий помел клінкеру, що прискорює твердіння шлакопортландцементу.

Друга схема передбачає звичайний спільний помел клінкеру шлаку і при приблизно однаковій їх размалываемости. У цьому випадку измалываемые компоненти ще додатково стирається один одного. Висока тонкість помелу -- розвинена питома поверхня -- особливо важлива для клінкерної частини цементу. При цьому також проявляється фізико-хімічна потенційна активність шлаку. Збільшення питомої поверхні шлакопортландцементу до 3200--3000 см2/г дозволяє підвищити його міцність приблизно до міцності чистого портландцементу з питомою поверхнею -- 3000 см2/р.

Клінкер для шлакопортландцементу повинен мати такий мінералогічний склад і структуру, щоб були забезпечені твердіння і висока міцність «клінкерної частини» у складі шлакопортландцементу. Доцільно, щоб за фізико-хімічною характеристикою він наближався б до клінкерам високоміцних швидкотверднучих портлапдцементов. Гіпс прискорює схоплювання шлакопортландцементу, однак його дозування потрібно встановлювати експериментально. Зміст шлаку та інших активних добавок у складі цементу становило в 1980 р. в середньому по промисловості 21,7%. Найбільш швидке твердіння відбувається при 30--40%) шлаку. По ГОСТ до шлакопортландцементу пред'являються такі ж вимоги по тонкості помелу, термінами схоплювання, рівномірності зміни об'єму, змісту S03 і MgO в клінкері як і до портландцементу. За показниками міцності він поділяється на марки 300, 400 і 500. Відмінною особливістю є підвищена міцність на розтяг і вигин. На відміну від пуцоланових портландцементів шлакопортландцемент не викликає підвищення водопотребности розчинів і бетонних сумішей. При дещо уповільненому зростанні міцності в перший після замішування період він інтенсивно нарощує її в подальшому. За термін від семи діб до одного року міцність у портландцементу збільшується приблизно вдвічі, а у шлакопортландцементу-- в нормальних температурно-вологісних умовах зростає значно більше-приблизно в 2,5 рази.

Твердіння шлакопортландцементу обумовлюється більш складними процесами, ніж портландцементу з-за шлаку. Відбувається гідратація клінкерної частини цементу, в результаті чого в твердіє системі утворюється насичений вапняний розчин, який утворюється при розкладанні сірчистого кальцію.

Дуже важлива концентрація в розчині як іонів Са2+, так і гідроксильних ОН-; істотна роль останніх помітна інтенсивної гідратації шлаку при дії лужних розчинів натрію або калію; у розчині є також деяка кількість іонів S04.

В результаті створюється середовище, здатна викликати лужну і сульфатное порушення зерен шлаку, поверхневі шари яких залучаються в результаті цього в процеси гідратації і освіти цементуючих сполук. Контактуючи в порожнинах і мікротріщинах з поверхневими шарами шлакового скла, вапняний розчин сприяє переведенню в розчин знаходяться на поверхні шлакових зерен катіонів внаслідок розриву кремнекислородных зв'язків. В результаті при взаємодії з вапном утворюються гидросиликаты кальцію, спочатку більш як основні, а в міру зниження концентрації вапна в реагуючої середовищі -- вже низкоосновные серії CSH (В).

Дослідження процесів твердіння известковошлаковых сумішей і шлакопорт-ландцементов показали, що відбувається хімічне зв'язування шлаком СаО.

У процесі твердіння шлакопортландцементу утворюється гідросульфоалюмінат кальцію; після використання всього гіпсу при досить високій концентрації вапна можливе утворення гідроалюмінатов кальцію. Не виключена можливість появи гидрогеленита -- C2ASH8.

Шлакопортландцемент на відміну від портландцементу не виявляє тенденції до зниження міцності при твердінні в результаті зазвичай виникають внутрішніх напружень. Кількість зв'язаної води при твердінні шлакопортландцементу залежить переважно від активності і відповідає ступеню гідратації клінкерної частини шлакопортландцементу в особливості при кислих шлаки. Зміст шлаку в шлакопортландцементе зменшує контракцію, причому через добу це зменшення пропорційно вмісту шлаку в цементі. При однаковому співвідношенні шлаку клінкеру і контракція до 30 діб більше у шлакопортландцементу на основних шлаки. Контракція шлакопортландцементу на кислих шлаки залежить, головним чином, від хіміко-мінералогічного складу клінкеру.

Усадочні деформації у шлакопортландцементу в розчині 1:3 з нормальним піском до 4 місяців твердіння на повітрі досягають 0,6--0,76 мм/м при вмісті в цементі 50% кислих доменних шлаків або 70% основних доменних шлаків. У взятого для порівняння пуццоланового портландцементу усадка склала 1,15 мм/м. Причина усадки в умовах повітряного твердіння-в основному видалення вільної води; у шлакопортландцементів з невеликою добавкою шлаку, нижче 50%, усадка залежить переважно від мінералогічного складу клінкеру.

Тепловиділення при гідратації шлакопортландцементу значно нижче, ніж у портландцементу. Це перешкоджає його використанню в зимових умовах, але позитивно позначається при виготовленні масивного бетону. Для нормального твердіння шлакопортландцементу необхідна температура не нижче 288 К, при більш низьких бетонну суміш потрібно підігрівати.

Досліджено стійкість шлакопортландцементів з кислими і основними шлаками по відношенню до вилуговування методом фільтрації дистильованої води. Досліди показали, що введення в цементи як кислих, так і основних шлаків підвищує їх стійкість по відношенню до дії м'якої води. Це характеризується зменшенням абсолютної кількості выщелоченной з шлакопортландцементу вапна, а також меншою втратою міцності порівняно з портландцементом і пуцолановий портландцемент. Тверді зерна шлаку, досить повільно гидратирующиеся, створюють додатковий жорсткий каркас, який зберігається і після вилуговування частини вапна з клінкерної складової шлакопортландцементу. Шлакопортландцемепты володіють достатньою морозостійкістю, яку можна підвищити шляхом введення поверхнево-активних воздухововлекающих та інших добавок, зменшення В/Ц і створенням умов для попереднього твердіння приблизно до 3 міс до початку морозів. Останнє особливо важливо для шлакопортландцементів на базі кислих шлаків, що містять більше «слабко зв'язаної води і внаслідок цього менш морозостійкі, ніж шлакопортландцементи на основних шлаки. Порівняно висока морозостійкість цементу при вмісті 60--80% шлаку. Для водонепроникності істотне значення має як вид використаного для отримання цементу шлаку, так і його дисперсність. З шлакопортландцементу можна отримати водонепроникні бетони за високої питомої поверхні цементу, а також при добавці 10% іншої активної мінеральної добавки. Для підвищення активності шлакопортландцементів застосовується мокрий помел шлаків і подальше змішування шлакового шламу в бетономішалці з портландцементом. Такий метод був застосований на будівництві греблі у Франції і дав досить позитивні результати. Було встановлено, що виділення тепла при твердінні шлакопортландцементу понизилася, що особливо цінно для масивного бетону.

Позитивною особливістю шлакопортландцементів, на відміну від пуцоланових, є порівняльна воздухостойкость, що забезпечує нормальне тверднення бетону (залізобетону) наземних споруд. Це не виключає необхідності ретельного догляду за бетоном для захисту його від висихання і знижених температур в перші строки твердіння. Шлакопортландцемент володіє підвищеною стійкістю проти дії мінералізованих вод (морський, сульфатної та ін). Однак по відношенню до концентрованих розчинів магнезіальних солей він недостатньо стійкий. Вільні кислоти, що містяться в болотних, стічних промислових та інших водах руйнують бетон з шлакопортландцементу.

Шлакопортландцемент не надає кородуючої дії на закладену в бетон сталеву арматуру і досить міцно зчіплюється з нею. Тому його можна застосовувати в залізобетонних конструкціях нарівні з портландцементом. На відміну від портландцементу шлакопортландцемент в розчинах і бетонах краще чинить опір дії підвищених температур, тому його можна застосовувати після необхідного попереднього твердіння у вологих умовах для деяких будівельних конструкцій, експлуатованих в гарячих цехах. Особливо добре впливає на тверднення шлакопортландцементу тепло-влажностная обробка. Дослідження показали, що пропарювання так інтенсивно прискорює процеси гідратації, кристалізації і ущільнення структури шлакопортландцементу, що отримані розчини та бетони набувають високі будівельні властивості. Коефіцієнт активності використання цементу при пропаривапии досягає 70% проти 60% портландцементу; підвищується тріщиностійкість, морозостійкість, водонепроникність, водо - і солестійкість і поліпшується ряд інших властивостей. Для отримання шлакопортландцементу, що призначається для пропарювання, доцільно застосовувати клінкер, містить 55--60% C3S і 7--10% С3А при 40% гранульованого доменного шлаку.

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.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)