Шлакопортландцемент — гідравлічне в’яжуче, що отримується шляхом спільного помелу клінкеру, гіпсу і гранульованого доменного або електротермометаморфічного шлаку. Є й інший спосіб виробництва цього в’яжучого – роздільний помел компонентів з подальшим їх перемішуванням. Довгий час шлак вважався марним відходом металургійних виробництв, але практика показала, що за допомогою його додавання в цемент можна домогтися цінних характеристик в’яжучого. Кількість шлаку в в’яжучому становить 20-80%. До 10% цього компонента може замінюватися трепелом або інший активної добавкою.
Виробництво гранульованого шлаку
Шлак — побічний продукт металургійного виробництва, що складається з кварцу, оксидів кальцію, магнію. Розплавлений шлак, призначений для добавки в портландцемент, піддається прискореному охолодженню водою або парою – грануляції. Швидкісне охолодження запобігає кристалізації продукту, він залишається в хімічно активному склоподібному тонкозернистому стані. Гранульований шлак, завдяки збереженню хімічної активності, вступає у взаємодію з компонентом клінкеру – гідроксидом кальцію – з утворенням гідросилікату і гідроалюмінату кальцію.
Компоненти цементу зі шлаком:
- Клінкер з вмістом магнію не більше 6%. Оксид магнію знижує міцність бетону.
- Доменний або електротермометаморфічний шлак – 20-80 %. Оптимальна кількість шлакових добавок залежить від необхідних характеристик в’яжучого.
- Гіпс природний чистий і гіпс, що містить фосфор, бор, фтор. Зміст гіпсових компонентів не повинно перевищувати 5% від загальної маси клінкеру.
Компоненти висушують в спеціальних камерах. Вологість після висушування не перевищує 1 %. Після цього їх перемелюють до стану тонкодисперсного порошку.
Характеристики шлакопортландцементу
Навіщо в цемент додають шлак?
За допомогою цього технологічного прийому вдається домогтися отримання цілого комплексу корисних характеристик:
- Підвищений стійкість матеріалу до м’яких і сульфатним водам, завдяки відсутності активних компонентів і щільною молекулярній структурі. ШПЦ може використовуватися для будівництва конструкцій, експлуатованих у вологому середовищі.
- Знижений тепловиділення, що є позитивним моментом при будівництві масивних конструкцій, але негативним при бетонуванні в холодні періоди року.
- Помірний водопотребность.
- Високий водостійкість і морозостійкість.
- Підвищений жаростійкість – +600…+800 °C.
- Вартість, яка нижче вартості традиційного портландцементу на 15-20%. У масштабах великого будівництва цей фактор забезпечує істотну економію.
- Можливість застосування для будівництва як наземних, так і підземних конструкцій.
Цемент зі шлаком відрізняється від цементу традиційного складу меншою щільністю, що знижує масу готової будівельної конструкції або бетонного виробу.
Мінусом шлакосодержащего матеріалу вважається уповільнене твердіння в перший час після заливки. Особливо повільно воно протікає при знижених температурах. Твердіння шлакопортландцементу можна значно прискорити застосуванням тепло-вологісної обробки. Тому таке в’яжучий активно використовується при виробництві виробів, що піддаються пропарювання.
Можна назвати ще одну негативну характеристику цементу зі шлаком – менший гарантований термін придатності, в порівнянні зі звичайним ПЦ. Шлакопортландцемент здатний зберігати робочі характеристики протягом всього 45 діб після відвантаження з заводу-виробника. При зберіганні необхідно дотримуватися нормативних вимог, інакше ШПЦ втратить робочі характеристики ще швидше.
Види цементу з добавкою шлаку
Шлакопортландцемент за швидкістю твердіння ділиться на два основних типи:
- Нормальнотвердіючий. По набору міцності відстає в перші дні від звичайного портландцементу. Але після трьох тижнів твердіння міцність ШПЦ вище міцності ПЦ аналогічної марки.
- Швидкотвердний. У складі такого в’яжучого присутні прискорювачі твердіння вулканічного і мінерального походження – попіл, пемза та інші. Марочну міцність таке в’яжучий здатне набрати вже після 7-14 діб твердіння.
Області застосування цементу зі шлаком
Для чого придатний цемент з вмістом шлаку більше 20 %:
- Виробництво ЗБВ-панелей, плит перекриття.
- Виготовлення монолітних будівельних конструкцій об’єктів житлового та промислового призначення.
- Виготовлення бетонних виробів із застосуванням пропарювання.
- Будівництво об’єктів із застосуванням різних способів тепло-вологісної обробки.
- Пристрій дорожнього полотна.
- Виробництво бетонних труб для влаштування інженерних комунікацій.
- Будівництво мостових конструкцій та естакад.
- Приготування штукатурних і кладок розчинів.
Бетонні суміші та будівельні розчини на основі шлакопортландцементу в нашій країні поширені не дуже широко. Вони виготовляються в заводських умовах, а їх використання в будівництві контролюється інженерами-будівельниками.
