Шлакові цементи - цемент і бетон

Головна → Статті

шлакові цементи

Шлакопортланцемент є гідравлічна в'язка, що складається з товкоізмельченной суміші портландцемент-ного клінкеру, гранульованого доменного шлаку і гіпсу. Вперше виробництво такого цементу було організовано в Німеччині в 1892 р хоча гідравлічні властивості гранульованого шлаку були відомі задовго до цього. В даний час шлако-порт-ландцемент проводиться в багатьох країнах, в тому числі в США, Англії, Німеччини, Франції, Італії, Бельгії та Мексиці, і повсюдно застосовується в будівництві нарівні з портландцементом. У деяких випадках йому навіть віддається відоме перевагу перед іншими видами цементу, наприклад, в морському гідротехнічному будівництві, в масивних бетонних спорудах. У Німеччині випуск шлако-портландцементу досягає 40% від загального виробництва цементу.

Гранульований доменний шлак

Гранульований шлак - це неметаллический продукт, що складається в основному з силікатів і алюмосилікатів кальцію, який виходить разом з залізом в доменній печі у вигляді розплаву і потім швидко охолоджується водою, парою або повітрям. Оскільки шлак для виробництва цементу повинен володіти високою гідравлічної активністю, необхідно при виборі шлаку керуватися певними вимогами щодо фізичних властивостей і хімічного складу.

Доменний шлак набуває високу гідравлічну активність при дуже швидкому охолодженні або грануляції водою. Повільно охолоджений шлак (повітряного охолодження) встигає в значній мірі закристалізуватися і не має гідравлічні властивості. Шлак, гранульований малою кількістю води (так званий шлак сухої грануляції), має незначну активність і, як правило, не годиться для виробництва шлако-портландцементу.

Хімічний склад шлаку також впливає на його гідравлічні властивості.

Взагалі кажучи, можна підібрати шлак, придатний для виробництва шлако-портландцементу, виходячи з цієї формули і зазначених вище фізичних властивостей. Однак більш надійним способом є практичні лабораторні випробування. Для цього виготовляють зразки цементу з клінкеру і досліджуваних шлаків і піддають їх стандартним випробуванням. Міцність зразків характеризує найкращим чином гідравлічну активність шлаків.

Сам по собі гранульований шлак вельми мало активний при замішуванні водою. Щоб порушити його активність, треба змішати його з активизатором. Одним з кращих збудників активності шлаку є гідрат окису кальцію. У шлако-порт-ландцементе вона з'являється в результаті гідратації мінералів клінкеру. Тому склад портландцементу до певної міри визначає і гідравлічну активність, що розвивається шлаком в цементі.

Прихильники цієї пропозиції виходять з того, що MgO присутній в гранульованому шлаку не в формі периклаза і тому не може викликати розширення. Дійсно, є вказівки на те, що високомагнезіальний гранульований шлак фактично зменшує розширення клінкерної компонента шлако-портландцементу.

Однак даних про поведінку споруд, побудованих з високомагнезіального шлако-портландцементу, є ще мало.

Шлако-портландцемент за своїми основними властивостями близький до портландцементу. Однак він дещо відрізняється своєю поведінкою при гідратації. Як уже зазначалося, гідрат окису кальцію, що виділяється в процесі гідратації клінкерних мінералів, активізує шлак і надає йому в'яжучі властивості. Ця ж реакція підвищує стійкість шлако-портландцементу в певних умовах служби. Шлаки реагує з гідратом окису кальцію (мабуть, найбільш нестійким і розчинним компонентом твердіє портландцементу) і утворює нові сполуки, що відрізняються меншою розчинністю і більшою стабільністю. Цей тип реакцій носить назву «гідравлічної» або «пуццоланової» активності, так що шлако-портландцемент можна віднести до групи пуцоланових цементів. Нижче наводяться порівняльні дані про основні фізичні властивості портландцементу і шлако-портландцементу.

Міцність. У США шлако-портландцемент ізмаливается досить тонко, щоб забезпечити отримання такої ж міцності, яку має портландцемент. Тому міцність бетонів з шлако-портландцементу і портландцементу в ранні терміни твердіння приблизно однакова. У більш пізні терміни міцність шлако-портландцементного бетону вище. У табл. 25 наведені дані про міцність бетонів з портландцементу і шлако-портландцементу з витратою в'яжучого 340 кг / м3. Як заповнювачі застосовані пісок і гравій.

Солестійкість. Твердне шлако-портландцемент містить значно менше гідрату окису кальцію, ніж портландцемент, і продукти його гідратації більш стійкі. Тому він має більш високу стійкість проти дії різних агресивних розчинів. Це властивість шлако-портландцементу відомо вже давно, і в Європі його широко застосовують для будівництва морських гідротехнічних споруд.

Низька водопроникність. Ill л а ко-портл а: н дцем ент відрізняється меншою питомою вагою, ніж портландцемент, і займає в бетоні більший обсяг, що робить бетон менш проникним для різних розчинів. Підвищена щільність шлако-портландцементного бетону покращує його водонепроникність і стійкість проти дії усіх руйнуючих факторів.

Теплота гідратації. Шлако-портландцемент характеризується меншою теплотою гідратації, ніж звичайний портландцемент типу I. Ця різниця залежить від хіміко-мінералогічного складу компонентів шлако-портландцементу. В цілому можна вважати, що за величиною теплоти гідратації він наближається до портландцементу з помірним виділенням тепла (типу II) і тому може бути застосований в масивному бетоце.

Зміна обсягу. За показниками зміни обсягу шлако-портландцемент не відрізняється від портландцементу. Він "має такі ж величини розширення в воді і усадки при висиханні на повітрі, як і портландцемент.

Удобообрабативаемость. Менший питома вага шлако-портландцементу і більш висока тонкість помелу в порівнянні з портландцементом надають бетону цінні властивості сцепляемостью-сти і пластичності. Завдяки цьому шлако-портландцементний бетон набуває кращу водонепроникність.

Одним з видів шлакових в'яжучих є сульфатно-шлаковий цемент, який складається з гранульованого доменного шлаку, ангідриту в якості активізатора і невеликої кількості портландцементу. Склад такого цемента'может бути наступний: 75-90% шлаку, 5-15% ангідриту і 1-7% портландцементу і (або) вапна. Кількість шлаку залежить від ступеня його гідравлічної активності. Відмінність сульфатно-шлакового цементу від шлако-портландцементу по суті полягає в меншій кількості портландцементу або вапна і в добавці ангідриту.