Недостатки цемента со шлаком

Шлаковый цемент – что это и для чего нужен, характеристики

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола клинкера, гипса и гранулированного доменного или электротермометаморфического шлака. Есть и другой способ производства этого вяжущего – раздельный помол компонентов с последующим их перемешиванием. Долгое время шлак считался бесполезным отходом металлургических производств, но практика показала, что с помощью его добавления в цемент можно добиться ценных характеристик вяжущего. Количество шлака в вяжущем составляет 20-80 %. До 10 % этого компонента может заменяться трепелом или другой активной добавкой.

Производство гранулированного шлака

Шлак – побочный продукт металлургического производства, состоящий из кварца, оксидов кальция, магния. Расплавленный шлак, предназначенный для добавки в портландцемент, подвергается ускоренному охлаждению водой или паром – грануляции. Скоростное охлаждение предотвращает кристаллизацию продукта, он остается в химически активном стеклообразном тонкозернистом состоянии. Гранулированный шлак, благодаря сохранению химической активности, вступает во взаимодействие с компонентом клинкера – гидроксидом кальция – с образованием гидросиликата 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 высушивают в специальных камерах. Влажность после высушивания не превышает 1 %. После этого их перемалывают до состояния тонкодисперсного порошка.

Характеристики шлакопортландцемента

Зачем в цемент добавляют шлак?

С помощью этого технологического приема удается добиться получения целого комплекса полезных характеристик:

• Повышеннаястойкость материала к мягким и сульфатным водам, благодаря отсутствию активных компонентов и плотной молекулярной структуре. ШПЦ может использоваться для строительства конструкций, эксплуатируемых во влажной среде.
• Пониженноетепловыделение, что является положительным моментом при строительстве массивных конструкций, но отрицательным при бетонировании в холодные периоды года.
• Умереннаяводопотребность.
• Высокаяводостойкость и морозостойкость.
• Повышеннаяжаростойкость – +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.

Цемент со шлаком отличается от цемента традиционного состава меньшей плотностью, что снижает массу готовой строительной конструкции или бетонного изделия.

Минусом шлакосодержащего материала считается замедленное твердение в первое время после заливки. Особенно медленно оно протекает при пониженных температурах. Твердение шлакопортландцемента можно значительно ускорить применением тепло-влажностной обработки. Поэтому такое вяжущее активно используется при производстве изделий, подвергаемых пропариванию.

Можно назвать еще одну отрицательную характеристику цемента со шлаком – меньший гарантированный срок годности, по сравнению с обычным ПЦ. Шлакопортландцемент способен сохранять рабочие характеристики на протяжении всего 45 суток после отгрузки с завода-изготовителя. При хранении необходимо соблюдать нормативные требования, иначе ШПЦ потеряет рабочие характеристики еще быстрее.

Виды цемента с добавкой шлака

Шлакопортландцемент по скорости твердения делится на два основных типа:

• 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.

Области применения цемента со шлаком

Для чего пригоден цемент с содержанием шлака более 20 %:

• Производство ЖБИ – панелей, плит перекрытия.
• Изготовление монолитных строительных конструкций объектов жилого и промышленного назначения.
• Изготовление бетонных изделий с применением пропаривания.
• Строительство объектов с применением различных способов тепло-влажностной обработки.
• Устройство дорожного полотна.
• Производство бетонных труб для устройства инженерных коммуникаций.
• Строительство мостовых конструкций и эстакад.
• Приготовление штукатурных и кладочных растворов.

Бетонные смеси и строительные растворы на основе шлакопортландцемента в нашей стране распространены не очень широко. Они изготавливаются в заводских условиях, а их использование в строительстве контролируется инженерами-строителями.

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Источник

Для чего используется цемент со шлаком и как сделать раствор?

Цемент со шлаком – это полученное искусственным путем гидравлическое вещество с выраженным вяжущим эффектом. Является некоторым аналогом портландцемента. Главная его особенность заключается в том, что в составе имеются тонко измельченные отходы металлопромышленности, а именно: шлака.

Что это такое и как производят

Гранулированный доменный шлак получается как отход в процессе выплавки черного металла. Ему присущи свойства, которые относятся и к общестроительному портландцементу, но есть и отличия. В виде тонко измельченного продукта он активен в проявлении вяжущих свойств, взаимодействуя с водой, а еще с продуктами гидратации минералов клинкерного типа (тех самых, что входят в состав простого портландцемента).

Компоненты цемента со шлаком – это:

• клинкер – в нем не более 6% магния;
• шлак – до 80%, оптимальное количество этого компонента зависит от того, какие требования выдвигаются к вяжущему продукту;
• гипс – как природный чистый, так и с содержанием фосфора, фтора и бора, не больше 5% гипса должно приходиться на всю массу.

Цемент со шлаком считается вяжущим веществом, применение которого не ограничивается каким-то одним направлением. На вопрос, почему в принципе в цемент добавляют шлак, можно ответить так: бетонный раствор, включающий цемент и шлак, обладает невысокой себестоимостью. И если сравнивать цену бетонного раствора на базе стандартного портландцемента с цементом со шлаком, второй будет финансово выгоднее. То есть не лучше в принципе, а выгоднее при почти равных характеристиках.

К слову, о характеристиках. Смесь шлака и цемента еще и тем хороша, что температура тепловыделения в ней будет относительно низкой.

А также этот продукт:

• имеет повышенную стойкость к влиянию вод (сульфатных и пресных);
• отличается повышенной жаростойкостью;
• имеет высокую морозостойкость (с условием использования технологии пропаривания ЖБИ).

В целом вывод таков: в выборе материалов решает стандартное экономическое обоснование.

В себестоимость описываемого продукта не входят весомые затраты на добычу, измельчение и обработку.

Материал получают из портландцементного клинкера, шлака, глины и известняка. Дело в том, что при производстве цемента важен именно химсостав материала, а не его физическая структура. Потому выбирать исходник приходится с большим вниманием. Производя данный цемент, использовать можно и основной, и кислый доменный шлак.

К слову, сами шлаки могут быть гранулированные и негранулированные, но все же первые используются значительно чаще, и дело, опять же, в экономической составляющей.

Но есть еще одна причина использования гранулированного шлака: сам процесс производства конечного продукта с негранулированным шлаком существенно усложняется. А вот те шлаки, что добавляются в продукт после обжига, гранулированы в обязательном порядке.

Внимание! Процент наличия шлака в цементе не должен выходить за пределы 60.

Как показала практика, цемент в слиянии со шлаком означает получение материала прочного, довольно надежного, не очень долговечного, но для многих целей вполне убедительного. Вот почему так активно этот продукт используется в многоэтажном строительстве. С его помощью делают плиты и армопояса, сооружения подводные и околоводные, он же помогает в теплоизоляции, при литье некоторых изделий в строительстве. То есть совершенно разных строительных целей можно достичь, используя этот продукт: с высокой эффективностью, экономической обоснованностью и большими возможностями.

Обзор видов

ШПЦ (шлакопортландцемент) делится на два основных вида – нормальнотвердеющий и быстротвердеющий.

Нормальнотвердеющий

Свойства материала описаны в ГОСТ 10178-85. Материал отличается тем, что чем больше в нем шлака, тем дольше смесь будет затвердевать. Тем меньше тепла будет спродуцировано реакцией гидратации.

После застывания шлак не должен вступать в реакцию с водой, вот почему смесь нередко задействуют, создавая конструкции с повышенной влажностью.

Быстротвердеющий

В этот материал добавляют особые присадки, помогающие ускорить процесс. Присадки могут быть минеральной этиологии и вулканической, то есть пепел или пемза.

Стоит помнить, что сроки годности у цемента со шлаком ниже, чем у простого сухого цементного раствора.

Со времени отгрузки продукта должно пройти не более 45 дней до момента использования материала. А вот применять просроченный продукт – значит, сильно рисковать. Он теряет свои эксплуатационные свойства, и значительно.

Нередко возникает вопрос, существенны ли отличия портландцемента от шлакопортландцемента. Да, существенны, хотя бы тем, что первый будет стоить весомо дороже, чем второй. А также портландцемент приобретает финишную прочность быстрее, чем ШПЦ (он затвердевает окончательно через 3 недели). В портландцементе шлака нет в принципе, там есть клинкер и минсостав с присадками-ускорителями. А вот плотность ШПЦ ниже, чем у портландцемента, как и вес его тоже будет ниже – точнее, вес конструкций, из него сделанных.

Для чего пригоден

Особенно востребован этот материал, если предстоит возводить бетонные, а также железобетонные конструкции, которые будут постоянно контактировать с водной средой (так, ШПЦ М400 в составе имеет не менее 21% гранулированного материала). У продукта для этого достаточные прочностные показатели. Его берут для изготовления качественного бетонного раствора, чтобы выполнить стеновые панели и произвести сухие смеси. Той же марке М500 данный вид цемента не проигрывает фактически ни в чем, а ведь эта марка являет собой классический цемент.

Опять же, постройка стен и перекрытий с использованием арматуры – цемент с добавлением шлака преуспел и здесь. Его активно применяют на масштабных стройках, и помогает ему в этом легковесность (если сравнивать с силикатом и керамикой, ШПЦ, конечно, не пушинка, но выигрывает значительно).

Почему так важен вес: дело в нагрузке на части фундамента и конструктивные части сооружения – она будет сниженной.

Имеет возможность строитель с помощью цемента со шлаками делать плиты внушительных габаритов – экономится время монтажа, как экономятся и денежные средства. Да и транспортировка ШПЦ-панелей обычно не вызывает проблем.

Где используется материал – области применения:

• строительство монолитных и сборных элементов (имеются в виду как частные стройки, так и промышленные);
• изготовление конструкций, которые требуют максимально быстрого затвердения основы;
• укладка дорог с быстрым же схватыванием смеси;
• постройка эстакад и мостов;
• производство тротуарной плитки и брусчатки;
• малоэтажное строительство с разными его этапами – от заливки стен до работы с фундаментом;
• замеска раствора для штукатурки и кладки.

Материал активно применяется в изготовлении армированных поясов, которые тоже часто встречаются в многоэтажном строительстве. Отлично работает материал в комплексе с обычными утеплителями как средство теплоизоляции. Класс типа 50 считается лучшим выбором для армирования, класс 35 – для сооружения несущих элементов, класс 25 – для не самых главных, небольших конструкций более чем пригоден, 10 класс используется в теплоизоляции.

Пропорции при применении

Если этим продуктом решено отделывать внутренние поверхности, предпочтение следует отдать крупнозернистому шлаку. Его потребуется для раствора примерно 6 частей. Остальные 4 части придутся на мелкозернистый гранулированный шлак. А вот цемент для бетона в данном случае используется любой.

Чтобы отделать наружный фасад, разводить раствор нужно в иных пропорциях: на 3 части мелкозернистого шлака использовать 7 частей крупнозернистого.

Цемент обязательно берется качественный с высокой устойчивостью к внешним воздействиям.

Для эффективной заливки, а также в том случае, если временной запас не поджимает, можно брать негранулированный шлак. Конечно, застывание такой смеси будет медленным, но качество покрытия выигрывает у смеси с гранулированным составом. На таком трещины образуются нескоро, а вот на залитом полу с гранулированным шлаком они могут появиться уже через пару лет.

Чтобы отделать наружную часть выступающего фундамента, также потребуется гранулированный шлак. Чем большую поверхность придется отделать, тем большие гранулы должны быть в шлаке – таково соотношение. Обратная связь также работает.

Как сделать шлакобетон самостоятельно:

1. за несколько часов до работы шлак следует увлажнить водой – это влияет на долговечность бетона, который образуется в ходе последующих действий;
2. компоненты смешиваются в том соотношении, которое указано выше (выбрать нужное согласно цели), все тщательно перемешивается;
3. после добавления в состав воды его снова нужно вымесить, чтобы получить однородное состояние смеси;
4. чтобы получить среднюю марку бетона, используется 4 части шлака (реже 5) и 2 доли цемента к 2 долям песка;
5. обязательно правильно использовать готовый продукт, сделать это нужно в течение часа-полутора;
6. если нужно еще больше удешевить раствор, то цемент можно соединить с известью в пропорциях 3 к 1.

Пропорции обозначаются на упаковке со смесью.

У материала очевидно много плюсов, особенно для тех строительных работ, где главенствует экономия. Но есть у него и минусы, которые в некоторых ситуациях могут перевесить плюсы. Например, цемент со шлаком проявляет некоторую «капризность» при термоперепадах. И хоть он считается морозостойким, но длительно применяться в условиях пониженной температуры не может. Наконец, материал предписывает тщательный уход за конструкцией при жаре: ее придется регулярно увлажнять и покрывать полиэтиленом.

Пока бетонные смеси и стройзатворы с ШПЦ используются не очень активно, и чаще изготавливаются они в заводских условиях, а в строительстве применяются под контролем опытных специалистов. Но все же очень редким материалом продукт также не назовешь. Возможно, следует ожидать модернизации в производстве этого гидравлического вяжущего.

Подробный обзор использования цемента со шлаком в следующем видео.

Источник