Цемент с добавлением шлака для чего

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

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

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.

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