Profilpipe.ru

Профиль Пипл
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Свойства цемента со шлаком

Цемент со шлаком – особенности и применение

Цемент со шлаком – это вид «связующего», аналог общестроительного портландцемента обладающего специальными свойствами. Данное «вяжущее» изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент», и характеризуется наличием в своем составе тонко измельченных отходов металлургической промышленности – доменного или электротермофосфорного шлака.

  • Что такое шлакоцемент
  • Где применяют цемент со шлаком
  • Пропорции шлакоцемента для бетона
  • Особенности применения шлакоцемента

Что такое шлакоцемент

Гранулированный доменный шлак, образующийся в виде отхода при выплавке черного металла, обладает свойствами общестроительного портландцемента – в тонко измельченном виде проявляет активные вяжущие свойства при взаимодействии с водой и продуктами гидратации клинкерных минералов входящих в состав обычного портландцемента.

При этом наблюдаются: относительно низкая температура тепловыделения, повышенная стойкость конструкций к воздействию пресных и сульфатных вод, повышенная жаростойкость, а также повышенная морозостойкость при использовании технологии пропаривания ЖБИ, изготовленных из бетона на основе цемента с добавлением шлака.

Соответственно, цемент со шлаком – это вяжущее вещество широкого применения, изготавливаемое по технологии измельчения обычного цементного клинкера, с добавлением гранулированного шлака (20-80%,оптимальное количество 50%) и природного гипса (не более 5%).

Для чего в цемент добавляют шлак? Основная причина введения в состав «вяжущего» отходов металлургической промышленности, не пониженное тепловыделение или превышенная стойкость к воздействию воды. Дело в том, что бетонный раствор из шлака и цемента обладает низкой себестоимостью относительно бетонного раствора на основе обычного портландцемента при всех прочих равных условиях.

Например, отпускная цена 1 мешка портландцемента марки ПЦ400-Д20 массой 50 кг производства ОАО «СУХОЛОЖСКЦЕМЕНТ» составляет 274.69 руб. В то же время отпускная цена 50 кг мешка цемента со шлаком этого производителя марки ЦЕМ II/A-Ш 32,5 Н, обладающего аналогичными характеристиками по прочности, составляет 180 руб.

Решив простую пропорцию: 274,69х100/180-100=52,6% определяем процент экономии на покупке цемента со шлаком относительно портландцемента. Полагаю, что такой ответ на вопрос, зачем шлак в цементе не нуждается в дополнительных комментариях.

Экономическое обоснование относительно низкой цены шлакопортландцемента – отсутствие в себестоимости значительных затрат на добычу, предварительное измельчение и предварительную обработку части основных компонентов.

Где применяют цемент со шлаком

Сфера использования цемента этого вида аналогична сфере использования портландцемента:

  • 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 было сказано, шлакопортландцемент, является относительно недорогим аналогом портландцемента, поэтому его пропорции для приготовления тяжелого бетона разных марок соответствуют пропорциям портландцемента марки ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400)или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500).

Конкретные пропорции компонентов, как правило, указаны на упаковке продукта. В общем случае чтобы получить тяжелый бетон самой популярной марки М200, пропорции компонентов следующие: 1 часть шлакоцемента, 1,5 части песка, 3 части щебня, 0,8 части воды.

Особенности применения шлакоцемента

Состав данного продукта определяет ряд особенностей применения, 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 особенностей «вяжущего» этого вида можно утверждать что если стоит задача возведения здания при минимальных затратах на основные строительные материалы, шлакопортланцемент, является самым предпочтительным вариантом общестроительному портландцементу.

Свойства цемента со шлаком

Шлакопортланцемент представляет собой гидравлическое вяжущее, состоящее из товкоизмельченной смеси портландцемент-ного клинкера, гранулированного доменного шлака и гипса. Впервые производство такого цемента было организовано в Германии в 1892 г., хотя гидравлические свойства гранулированного шлака были известны задолго до этого. В настоящее время шлако-порт-ландцемент производится во многих странах, в том числе в США, Англии, Германии, Франции, Италии, Бельгии и Мексике, и повсеместно применяется в строительстве наравне с портландцементом. В некоторых случаях ему даже отдается известное предпочтение перед другими видами цемента, например, в морском гидротехническом строительстве, в массивных бетонных сооружениях. В Германии выпуск шлако-портландцемента достигает 40% от общего производства цемента.

Гранулированный доменный шлак

Гранулированный шлак — это неметаллический продукт, состоящий в основном из силикатов и алюмосиликатов кальция, который получается вместе с железом в доменной печи в виде расплава и затем быстро охлаждается водой, паром или воздухом. Поскольку шлак для производства цемента должен обладать высокой гидравлической активностью, необходимо при выборе шлака руководствоваться определенными требованиями в отношении физических свойств и химического состава.

Читать еще:  Как сделать домашний цемент

Доменный шлак приобретает высокую гидравлическую активность при очень быстром охлаждении или грануляции водой. Медленно охлажденный шлак (воздушного охлаждения) успевает в значительной степени закристаллизоваться и не обладает гидравлическими свойствами. Шлак, гранулированный малым количеством воды (так называемый шлак сухой грануляции), имеет незначительную активность и, как правило, не годится для производства шлако-портландцемента.

Химический состав шлака также влияет на его гидравлические свойства.

Вообще говоря, можно подобрать шлак, пригодный для производства шлако-портландцемента, исходя из данной формулы и указанных выше физических свойств. Однако более надежным способом являются практические лабораторные испытания. Для этого изготовляют образцы цемента из клинкера и исследуемых шлаков и подвергают их стандартным испытаниям. Прочность образцов характеризует наилучшим образом гидравлическую активность шлаков.

Сам по себе гранулированный шлак весьма мало активен при затворении водой. Чтобы возбудить его активность, надо смешать его с активизатором. Одним из лучших возбудителей активности шлака является гидрат окиси кальция. В шлако-порт-ландцементе она появляется в результате гидратации минералов клинкера. Поэтому состав портландцемента в известной степени определяет и гидравлическую активность, развиваемую шлаком в цементе.

Как правило, шлако-портландцементы содержат мало MgO; общее содержание MgO в них не превышает допустимого предела, установленного для портландцемента (в большинстве стран — 5%).

Количество MgO в портландцементе контролируется автоклавным испытанием. Содержание MgO свыше 3% может вызвать избыточное расширение. В отношении шлако-портландце-мента вносились предложения увеличить допустимый предел содержания MgO до 10%, что позволило бы использовать в цементном производстве шлаки с 12—15% MgO.

Сторонники этого предложения исходят из того, что MgO присутствует в гранулированном шлаке не в форме периклаза и потому не может вызвать расширение. Действительно, имеются указания на то, что высокомагнезиальный гранулированный шлак фактически уменьшает расширение клинкерного компонента шлако-портландцемента.

Однако данных о поведении сооружений, построенных из высокомагнезиального шлако-портландцемента, имеется еще мало.

Шлако-портландцемент

Шлако-портландцемент по своим основным свойствам близок к портландцементу. Однако он несколько отличается своим поведением при гидратации. Как уже указывалось, гидрат окиси кальция, выделяющийся в процессе гидратации клинкерных минералов, активизирует шлак и придает ему вяжущие свойства. Эта же реакция повышает стойкость шлако-портландцемента в определенных условиях службы. Шлак реагирует с гидратом окиси кальция (пожалуй, наиболее неустойчивым и растворимым компонентом твердеющего портландцемента) и образует новые соединения, отличающиеся меньшей растворимостью и большей стабильностью. Этот тип реакций носит название «гидравлической» или «пуццолановой» активности, так что шлако-портландцемент можно отнести к группе пуццолановых цементов. Ниже приводятся сравнительные данные об основных физических свойствах портландцемента и шлако-портландцемента.

Прочность. В США шлако-портландцемент измалывается достаточно тонко, чтобы обеспечить получение такой же прочности, какую имеет портландцемент. Поэтому прочность бетонов из шлако-портландцемента и портландцемента в ранние сроки твердения примерно одинакова. В более поздние сроки прочность шлако-портландцементного бетона выше. В табл. 25 приведены данные о прочности бетонов из портландцемента и шлако-портландцемента с расходом вяжущего 340 кг/м3. В качестве заполнителей применены песок и гравий.

Солестойкость. Твердеющий шлако-портландцемент содержит значительно меньше гидрата окиси кальция, чем портландцемент, и продукты его гидратации более устойчивы. Поэтому он обладает более высокой стойкостью против действия различных агрессивных растворов. Это свойство шлако-портландцемента известно уже давно, и в Европе его широко применяют для строительства морских гидротехнических сооружений.

Низкая водопроницаемость. Ill л а ко-портл а:н дцем ент отличается меньшим удельным весом, чем портландцемент, и занимает в бетоне больший объем, что делает бетон менее проницаемым для различных растворов. Повышенная плотность шлако-портландцементного бетона улучшает его водонепроницаемость и стойкость против действия всех разрушающих факторов.

Теплота гидратации. Шлако-портландцемент характеризуется меньшей теплотой гидратации, чем обыкновенный портландцемент типа I. Это различие зависит от химико-минералогического состава компонентов шлако-портландцемента. В целом можно считать, что по величине теплоты гидратации он приближается к портландцементу с умеренным тепловыделением (типа II) и потому может быть применен в массивном бетоце.

Изменение объема. По показателям изменения объема шлако-портландцемент не отличается от портландцемента. Он “имеет такие же величины расширения в воде и усадки при высыхании на воздухе, как и портландцемент.

Удобообрабатываемость. Меньший удельный вес шлако-портландцемента и более высокая тонкость помола по сравнению с портландцементом придают бетону ценные свойства сцепляемо-сти и пластичности. Благодаря этому шлако-портландцементный бетон приобретает лучшую водонепроницаемость.

Огнеупорные свойства. Шлако-портландцемент не предназначается для огнеупорных изделий, но обладает большей устойчивостью при сравнительно высоких температурах, чем обыкновенный портландцемент. Это объясняется меньшим содержанием гидрата окиси кальция в твердеющем цементном тесте.

Сульфатно-шлаковый цемент

Одним из видов шлаковых вяжущих является сульфатно-шлаковый цемент, состоящий из гранулированного доменного шлака, ангидрита в качестве активизатора и небольшого количества портландцемента. Состав такого цемента‘может быть следующий: 75—90% шлака, 5—15% ангидрита и 1—7% портландцемента и (или) извести. Количество шлака зависит от степени его гидравлической активности. Отличие сульфатно-шлакового цемента от шлако-портландцемента по существу состоит в меньшем количестве портландцемента или извести и в добавке ангидрита.

Читать еще:  Как положить бордюр без цемента

Портландцемент со шлаком

Шлакопортландцемент

Срок годности ШПЦ ниже, чем у обычного цемента — всего 45 суток после заводской отгрузки. В дальнейшем компоненты теряют свойства прочности, водонепроницаемости.

По характеристикам шлакопортландцемент почти не уступает обычному вяжущему для приготовления бетонов, поэтому в гражданском строительстве материал нередко используют, заменяя им более дорогие виды вяжущего. Судите сами: для частного домостроения оптимальная марка бетона М, для его приготовления подходит вяжущее М В масштабах возведения получается немаленькая сумма.

При всех преимуществах шлакопортландцемента и хороших характеристиках в процессе эксплуатации, через — 30…40 лет иногда более, в зависимости от исходного состава качество камня резко снижается, как отмечают специалисты. Важно вовремя принимать меры по предупреждению разрушения ответственных конструкций и их ремонту.

Что такое шлаковые цементы и где они применяются

Гидрофобный портландцемент получается путем применения гидрофобизирующих добавок асидола, мылонафта и др. Цемент предназначен для длительного хранения в любых условиях, поскольку не способен впитывать в себя влагу.

Выпускается марки, которая используется в производстве морозоустойчивого бетона и сооружений, подверженных воздействию сульфатных вод. Сырьевой базой для белого цемента являются белые глины и чистые известняки.

Особенности смесей в рамках бытового применения

Смесь проходит обжиг на газовом топливе. Дополнительный процесс отбеливания проходит путем резкого охлаждения клинкера при помощи воды.

Выпускается двух марок и Начинает твердеть на 45 мин и заканчивается процесс на 12 час. Активно применяется в архитектурных и отделочных работах, а также является основой для производства цветного портландцемента.

Отличия портландцемента и шлакопортландцемента

Кроме стандартных компонентов, в его состав входят: трепел, туфа, опока, пуццоланы и прочие, в определенном соотношении. Общей составляющей является кремнезем, находящийся в аморфном состоянии. Материал отличается улучшенными свойствами и показателями водостойкости, гидравлических свойств и устойчивости к коррозии. Выпускается и марки.

Сфера использования портландцементов с пуццоланой: возведение масштабных конструкций из бетона, находящиеся в воде, земле, а также в других условиях, где преобладает повышенная влажность. В качестве добавок могут выступать: доменные гранулированные шлаки и минеральные добавки, имеющие осадочное происхождение. Включает в себя тонкоизмельченный клинкер, гипс и доменный шлак, прошедший процесс грануляции.

На первом этапе осуществляется просушивание шлака, для чего используются специальные сушильные камеры. Второй этап заключается в измельчении и смешивании всех составляющих шлакопортландцемента.

Особенности шлакоцемента

Для этого используется бункер цементной мельницы, в которую загружаются шлак, гипс, клинкер, известняк. В данной мельнице происходит измельчение всех составляющих до консистенции гомогенного тонкодисперсного порошка, а также смешивание этих компонентов. Стоит отметить, что подобным образом происходит приготовление минерального порошка, используемого в производстве асфальтобетона. В зависимости от размера частиц входящих в состав веществ шлакопортландцемента, в настоящее время на рынке существуют следующие марки данного материала: м, м, м, а также м Фракция помола порошка влияет на прочность, активность, а также на время застывания уже готовой смеси.

Так, чем мельче помол, тем быстрее застывает раствор. Если сравнивать данное вещество с обычным цементом, то стоит сказать, что благодаря более тонкому помолу шлакоцемента, он обладает более выраженным эффектов.

Обычно, чтобы получить очень высокие вяжущие качества данного вещества, рекомендуют использовать именно двухступенчатый или сепараторный помол. В связи с этим, шлакопортландцемент перемалывается практически до той же фракции, что и обычный портландцемент.

Шлакоцемент: определение

Оцените статью: Нажмите, чтобы отменить ответ. Как выбирать и применять колер для цемента.

Основные характеристики силосов для цемента. Раствор цемента и клей ПВА. Стальная арматура А1 А Бетонирование зимой.

Цемент с повышенным содержанием минеральных добавок

С целью снижения содержания клинкерной части в цементах, широкого использования минеральных компонентов – отходов промышленности, снижения выбросов углекислого газа при производстве клинкера во многих передовых странах мира получили широкое распространение цементы с высоким содержанием (от 30 до 80%) активных минеральных добавок. Использование активных минеральных добавок при производстве цемента обусловлено не только необходимостью экономии дорогостоящего клинкера, но и необходимостью придания бетонам определенных строительно-технических свойств (повышенная водонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость, стойкость к коррозии). Данное положительное влияние на свойства бетона обусловлено наличием пуццоланической активности у минеральных компонентов (шлак, кислая зола-уноса, пуццолана, микрокремнезем), т.е. способностью взаимодействовать с гидроксидом кальция, который образуется в значительном количестве (15-20%) при гидратации основных клинкерных минералов, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция гелевидной структуры, которые уплотняют и упрочняют структуру цементного камня. Наиболее широко в мировой практике для производства цементов применяются золы-уноса и шлаки. Пуццоланы имеют высокую водопотребность, поэтому их использование ограничено. Микрокремнезем по причине высокой удельной поверхности имеет низкую технологичность (зависает в силосах, налипает на транспортирующие и дозирующие устройства), поэтому при производстве цемента не используется. В России нет зол-уноса требуемого качества для производства цемента, поэтому единственный материал, пригодный для производства цемента с повышенным содержанием минеральных добавок класса прочности не ниже 42.5 – это доменный гранулированный шлак.

Читать еще:  Как очисть цемент с облицовочного кирпича

Пластифицированный цемент низкой водопотребности

Данная технология производства цемента была разработана в СССР для обеспечения нужд военно-промышленного комплекса. Технология предполагает совместный помол компонентов цемента в присутствии органического модификатора с целью механохимической активации клинкера и минеральных добавок. Преимущества данной технологии производства цемента следующие:

  • Снижение клинкерной части до 30% за счет замещения ее минеральными добавками до 70%
  • Повышение прочности цементов до класса 82,5 (до 100 МПа) за счет увеличения степени гидратации клинкера и снижения водопотребности
  • Повышение гарантированного срока хранения цемента до 12 месяцев
  • Снижение удельных затрат топлива и выбросов СО2 и Nox на каждую тонну цемента в 2-3 раза
  • Улучшение технологических параметров работы цементных мельниц, перекачиваемости цементов
  • Повышение качества и долговечности бетонов

На заводе Щурово было проведено несколько промышленных тестов по производству цемента низкой водопотребности. В качестве минерального компонента использовался шлак Северсталь и кварцевый песок в количестве около 40%. В качестве органического модификатора использовалась химическая добавка на основе эфиров поликарбоксилатов, которая показала более высокую эффективность по сравнению с нафталин сульфонатами. Характеристики цемента (по ПНСТ 19-2014 — расплыв конуса 130 мм) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что прочностные характеристики цемента со шлаком значительно выше во все сроки твердения, поскольку песок является инертным компонентом. Также необходимо отметить низкую водопотребность цемента (22%) по причине использования химической добавки. Водопотребность обычных цементов в пределе 27-28%. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3), характеристики которых представлены в таблице ниже.

Без химических добавок

Зика Пласт Е-4 0.5%

Зика Пласт Е-4 1.0%

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

    • Возможность производства на цементе со шлаком бетонов класса прочности В35 без химических добавок и В50 с химическими добавками • Возможность производства на цементе с песком бетонов класса прочности В22.5 без химических добавок и В40 с химическими добавками • Остановка кинетики набора прочности после 28 суток на цементе с песком без химических добавок • Недостаточная сохраняемость подвижности бетонов на цементах низкой водопотребности

Кроме того, была зафиксирована потеря пластифицирующего эффекта цемента с химической добавкой на основе эфиров поликарбоксилатов в процессе хранения. При этом, себестоимость цемента низкой водопотребности значительно выше по сравнению с обычными цементами по причине использования химической добавки. Таким образом, широкое применение цемента низкой водопотребности невозможно по вышеуказанным причинам. Альтернативная возможность для производства цемента с повышенным содержанием минеральных компонентов – цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%.

Цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%

С целью изучения возможности производства данного типа цемента на заводах Щурово и Ферзиково были проведены сравнительные тесты с целью определения возможности производства продукта оптимального качества. Сырьевые компоненты на данных заводах отличаются. Активность клинкера Ферзиково выше Щурово по причине наличия в сырьевой базе Щурово высокого содержания оксида магния. Кроме того, шлак Тулачермет, который использует завод Ферзиково, имеет преимущества по активности и размалываемости перед шлаком Северсталь, который использует завод Щурово. Характеристики цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н (по ГОСТ 30744) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что начальная прочность цемента, производства Щурово значительно уступает цементу Ферзиково, в то время, как разница в марочной прочности незначительна. Удельная поверхность цемента, при которой были достигнуты требуемые показатели прочности, завода Ферзиково значительно меньше завода Щурово по причине более высокой активности клинкера и шлака завода Ферзиково. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3) без использования химических добавок (вариант тарированного применения), характеристики которых представлены в таблице ниже.

Без химических добавок

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит. Результаты тестирования стандартных составов бетона (расход цемента 330 кг/м3) с использованием химических добавок (вариант навального применения) представлены в таблице ниже.

Зика Пласт Е-4 1.0%

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

  • Результаты промышленных тестов показали возможность выпуска цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с повышенным до 32% содержанием минеральной добавки шлака сопоставимого по качеству с текущими продуктами ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н заводов Ферзиково и Щурово
  • По причине низкой активности шлака производства Северсталь и высоких затрат на помол выпуск цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Щурово экономически нецелесообразен
  • По причине высокой активности шлака производства Тулачермет экономически целесообразно выпускать цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Ферзиково
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector