Меню

Назначение цемента со шлаком



Что такое шлаковые цементы и где они применяются

Если измельчить и смешать цементный клинкер, гипс и гранулированный шлак в выверенной пропорции — получится гидравлическая вяжущая субстанция — шлаковый портландцемент. При создании данной смеси главное внимание уделяется не столько физической структуре исходного сырья, сколько его химическому составу. Правильно подобранные основные или кислые шлаки обеспечат качественный вяжущий гидравлический эффект и стабильное, полное застывание. Клинкер выступает в роли активизатора твердения шлаков при контакте с водой, благодаря наличию гидрата окиси кальция.

Существует также шлаковый бесклинкерный цемент — в нем отсутствует клинкер, а массовая доля шлака достигает 90%. Он дешевле, но и имеет более ограниченную область применения: к примеру, не подходит для работ с фундаментом.

Процесс производства состоит всего из двух этапов:

  1. Высушивание шлака до влажности меньше 1 %. его доля в общем соотношении компонентов не должна выходить за пределы диапазона 20-80 %.
  2. Измельчение с клинкером и гипсом в мельнице до состояния гомогенного тонкодисперсного порошка. Параллельно происходит и смешивание, доля гипса не должна превышать 5 %. При изготовлении минерального порошка для асфальтобетона используется такой же метод измельчения.

Портландцемент от шлакопортландцемента отличает отсутствие в смеси гипса. Свое название материал получил от острова Портленд — на нем ведется добыча природного камня, на который очень похож ПЦ, благодаря своему бледному серо-зеленоватому оттенку.

Особенности шлакоцемента

Обладает такими достоинствами и недостатками:

  • низкая морозоустойчивость, уязвим к перепадам температур;
  • долгий период застывания — до 12 месяцев. На начальных этапах обладает крайне низкой прочностью, по мере застывания этот параметр возрастает. Итоговая прочность сравнима с цементом;
  • как следствие — требует особых условий или состава для успешного затвердевания. Преждевременное застывание приведет к потере прочности;
  • одно из главных преимуществ — устойчивость к воздействию пресных и сульфатных вод;
  • при застывании выделяет меньше тепла, чем классический цемент.

Преимущества и область применения

Шлакопордландцемент заслужено получил широкое распространение. Он идеально подходит для возведения строений, подвергающихся регулярному воздействию пресных и минеральных вод. Также хорошо зарекомендовал себя для многоэтажного строительства, массивных сооружений и цоколя фундаментов зданий.

Главное достоинство — это соотношение цена/качество. Будучи примерно на 10% дешевле обычного цемента, он часто превосходит его в практичности. При достаточном запасе времени можно сэкономить еще больше, выбрав смесь из гранулированного шлака — она застывает дольше, но и обходится дешевле.

Шлакоцемент также популярен при решении следующих задач:

  • возведение монолитных изделий и сборных конструкций. Для этого часто применяется тепловлажная обработка — для ускорения застывания без потери прочности;
  • редко можно встретить строение на фундаменте из такого цемента, однако внешнюю отделка цоколя часто делают из него;
  • изготовление кладочных и штукатурных растворов, а также бетона, железобетона и сухих строительных составов. Часто применяют в роли основного вещества в вышеуказанных смесях;
  • шлакобетон интенсивно используется при создании железобетонных труб, шпал и мостовых элементов.

Значительно более низкая себестоимость в сравнении с цементом: добавление шлака к клинкеру избавляет от необходимости обжига, а благодаря тому, что помол всех компонентов происходит одновременно, достигается экономия рабочей силы. Эти факторы позволяют использовать более дешевые заводы с более простым оборудованием.

Шлаковый раствор не рекомендуется использовать для возведения строений, подвергающихся поочередно замораживанию и оттаиванию. Также его нельзя укладывать при температурах ниже +10 о С без искусственного обогрева.

Самым экономным вариантом является покупка навалом с самовывозом, самым дорогим — в биг-бегах на 1000 кг с доставкой. Для хранения лучше всего подходят герметичные бункеры или силосы, постарайтесь обеспечить сухое помещение без сильных перепадов температур. Остерегайтесь покупки портландцемента в мешках — в таком случае сложнее всего проверить производителя. Удостовериться в его качестве можно только с помощью химического анализа.

Параметр М означает прочность: чем выше — тем лучше. От пропорций и толщины помола гранул зависят характеристики. Разделение цемента на марки по критерию прочности:

Прочность ПЦ можно повышать искусственно: для этого отфильтровать крупные гранулы, а 1/5 часть самой мелкой фракции заменить песком.

Д — максимальное количество минеральных добавок (в процентах); рекомендуется выбирать цемент без добавок. Буква Б в названии означает быстрое затвердевание. Н — нормированный состав клинкера.

Данные о ценах в Москве представлены в таблице ниже:

Производство регулируется ГОСТами 31108-2003 и 10178-85: первый отвечает за класс, второй — за марку прочности. Лучшая гарантия выбора хорошего цемента — лабораторный анализ. Обратите внимание на следующие химические элементы и их пропорцию:

  • SO3: не более 3.5 %;
  • MnO: в клинкере — не более 3 %, должны присутствовать C3S и C3A;
  • в составе доменных шлаков четыре оксида: CaO, SiO2, Al2O3, MgO — они в сумме должны быть в пропорции 9/1.

Источник

Особенности и применение портландцемента со шлаком, отзывы специалистов и частных строителей

Достоинства

Рассматривая цемент со шлаком, нужно тщательно изучить все нюансы и особенности. Несмотря на большое количество плюсов, основным достоинством шлакопортландцемента является более низкая себестоимость при прочих равных. Доменный гранулированный шлак, который появляется в качестве отходов выплавки черного металла, проявляет все те же свойства, что и обыкновенный цемент. При этом, предполагает и некоторые положительные свойства.

Основные преимущества цемента со шлаком:

  • Более низкая цена при условии тех же параметров и характеристик прочности.
  • Небольшой показатель плотности и удельного веса не оказывают на фундамент и перекрытия существенного давления.
  • Прекрасная жаропрочность материала – диапазон нагрева доходит до +800 градусов.
  • Коррозийная стойкость на высоком уровне.
  • Высокая скорость затвердевания.
  • Повышенный показатель морозостойкости при применении технологии пропаривания железобетонных изделий.
  • Сравнительно низкая температура тепловыделения.
  • Великолепная стойкость монолита к воздействию сульфатных и пресных вод, другим агрессивным средам.

Особенности

Шлакощелочной цемент изготавливают с использованием щелочных металлов. Высокие показатели прочности получились при добавлении различных щелочных материалов – сода, стекло.

Портландцемент со шлакоблоком широко используется при постройках железобетонных объектов, требования показателей которых должны обладать устойчивостью к химическим агрессивным веществам. Данные бетонные смеси незаменимы при монтаже монолитных построек. Когда при строительстве больших элементов применяют портландцемент, в процессе выделяется большое количество тепла и в такой момент температура достигает до 80 градусов С. Если конструкция охлаждается за короткий период имеется вероятность образования деформационных трещин. Шлакощелочной бетон не позволяет возникнуть такой проблеме.

Самый распространенный класс портландцемента, со шлаком — основанный на соединении щелочного метала с гидросиликатом Calcium, гидроалюмосиликатом и измельченным металлургическим шлаком. Конструкции, выполненные из такого стройматериала, обладают минимальной пористостью. Высокое качество сводит к минимуму гидропоглащение и повышает устойчивость к низким температурам. Спустя 24 часа стройматериал достигает прочности 30%.

Такие бетонные смеси обладают устойчивостью к влияниям агрессивной среды. Например, материалу не страшны сульфаты, кислоты, хлориды и морская вода. Добавки компонентов в цементный состав на различных этапах, позволяют получить связующие с такими характеристиками:

  • морозоустойчивость;
  • безусадочность;
  • коррозийная устойчивость высокого уровня;
  • повышенная скорость затвердения;
  • тампонажный раствор.

Цемент со шлаком что это? Шлакопортландцемент – это строительная сухая смесь, которую производят путем тонкого помола нескольких компонентов.

Технология производства

Цемент со шлаком пропорции для бетона может предполагать разные – все зависит от требуемых характеристик и параметров, условий эксплуатации итоговой конструкции. Обычно в составе шлакоцемента есть три компонента: клинкер, гипс и шлак. Но есть шлаковый бесклинкерный цемент, в котором объем шлака может достигать 90%. Такой материал стоит меньше, но сфера применения его достаточно ограничена.

Процесс производства шлакового цемента простой:

  • Высушивание шлака до уровня влажности менее 1%. В общем объеме материала его доля может варьироваться в пределах от 20 до 80%.
  • Тщательный помол шлака с гипсом и клинкером в мельнице до получения тонкодисперсного гомогенного порошкообразного вещества. Одновременно осуществляется смешивание материалов и доля гипса не должна быть больше 5%.

Цемент со шлаком производят из доменного шлака – вторичного продукта металлургической сферы. Класс материала во многом зависит от качества исходных материалов: свойств клинкера и шлака. Клинкер в смеси выступает в качестве активизатора шлаков.

Класс шлакоцемента определяется видом шлака – он бывает гранулированным, кислым, основным. На прочность влияет не столько физическая структура, сколько химическая формула. Гранулированные шлаки стоят меньше, но нужно помнить, что созданный на их основе раствор будет твердеть дольше обычного и в смесь шлак не стоит вводить в объеме более 50%.

Сферы применения портландцемента со шлаком

Цемент со шлаком применение нашел в самых разных сферах. Часто используют его в строительстве подводных железобетонных конструкций, на которые будет постоянно влиять водная среда. Также материал актуален для создании сухих смесей для производства панелей для стен, других конструкций. Этот тип цемента по характеристикам соответствует портландцементу марки М500.

Читайте также:  Стяжка потолка цементной стяжки

Шлаковый цемент – популярный и экономный строительный материал, использующийся для возведения плит перекрытия, стен с арматурой. Способность шлакобетона демонстрировать те или иные параметры зависит от класса.

Классы шлакобетона и его применение:

  • 10 – используется при выполнении теплоизоляционных работ
  • 25-35 – актуален для строительства несущих конструкций/элементов
  • 50 – лучший материал для создания наружных несущих стен, разного типа армированных перемычек, внутренних перегородок зданий и т.д.

Шлакобетон ценят за небольшой удельный вес, поэтому часто применяют на серьезных объектах. Таким образом удается существенно снизить нагрузку на конструктивные части и фундамент, сэкономить финансы и время при монтаже плит больших габаритов (за счет пониженной массы).


Основные сферы применения шлакобетона:

  • Создание монолитных/сборных элементов в промышленном/частном строительстве
  • Создание конструкций с необходимостью ускоренного твердения
  • Производство бетонных коммуникационных труб
  • Работы по монтажу дорог, где актуально быстрое схватывание раствора
  • Строительство мостов, эстакад
  • Замес растворов для кладки, оштукатуривания

Когда готовится цемент со шлаком, пропорции для бетона, нужно учитывать одну особенность – несмотря на все положительные свойства материала, через 3-4 десятка лет качество монолита резко снижается. Об этом моменте нужно помнить и вовремя принимать меры по предупреждению деформации конструкций/зданий.

Выбор сырья и особенности хранения

Производство шлакоцемента регулируют ГОСТы 10178-85 и 31108-2003: первый определяет марку прочности, второй – класс. При выборе материала ориентироваться лучше всего на лабораторный анализ.


Обращают внимание на пропорцию химических элементов:

  • В составе доменного шлака должны быть 4 оксида: CaO, SiO2, Al2O3, MgO в общей пропорции 9:1.
  • Объем оксида серы SO3 – максимум 3.5%
  • В клинкере должны быть: MnO в объеме не больше 3%, также C3A и C3S

Цемент на базе шлака долгое время держат во влаге, так как раннее высыхание негативно влияет на твердение. При правильных показателях влажности и высокой температуре твердение ускоряется, в связи с чем обработка цемента в специальных камерах и автоклавах очень эффективна.

Прочность шлакоцемента гарантируется очень мелким помолом, который в ответе за быстрое твердение и высокую прочность. Именно тонкость помола влияет на активность. Если нужно получить высококачественное вяжущее (для фундамента, к примеру) лучше применять сепараторный либо двухступенчатый помол.

В смесь для приготовления шлакобетона добавляют далеко не любое сырье. Основное требование к шлаку – отсутствие в его составе оксидов химических соединений, способных плохо повлиять на свойства материала. Обязательное требование: шлак должен быть чистым, без любого рода примесей (земли, глины, золы и т.д.). Как правило, в цемент идут шлаки металлургической/топливной промышленности.

Из металлургического шлака делают самый прочный бетон. В то же время, из шлаков топливной промышленности больше всего подходят антрацитовые породы. Не применяются для производства шлакоцемента продукты сгорания бурых углей ввиду наличия в них примесей, соединяющихся со шлаком неустойчивыми связями.

Большое значение для чистоты и прочности шлака имеет правильное хранение: шлак перемещают минимум 3 раза в местах хранения, избавляясь от примесей серы и известей. Материал пригоден для производства, пока в нем сохранена кристаллическая структура и отсутствуют признаки распада, появляющиеся под воздействием находящихся в атмосфере газов и влаги в процессе перехода одних соединений в другие. Эти соединения имеют большой объем, ввиду чего при переходе разрушаются и растрескиваются куски шлака.

Класс шлакобетона зависит от величины зерен шлака – они могут варьироваться в диапазоне 5-40 миллиметров. Для получения смеси песок берут фракции максимум 5 миллиметров. Шлаковый песок повышает многие показатели бетона, в том числе прочность и плотность. Из шлакового щебня производят легкий бетон, с прекрасными показателями теплоизоляции, но низкий прочностью.

Технические характеристики

Все свойства и параметры шлакобетона определяются ГОСТ 10178-85 и зависят от используемых в производстве компонентов (их качества и объема).

Компоненты и свойства смеси:

  • В клинкере должно содержаться магния максимум 5-6%, в противном случае понижается качество бетона
  • Шлаки в гранулах, произведенные электротермометаморфическим или доменным путем, входят в состав в объеме 20-80% и определяют плотность, прочность и другие характеристики
  • Чистый гипс, полученный естественным путем с добавлением фтора и фосфора, включается в состав в объеме максимум 5%
  • Чем больше в составе шлака, тем дольше затвердевает смесь и тем меньше тепла продуцируется реакцией гидратации
  • Усадка шлакового цемента такая же, как и у обычного
  • Жаропрочность находится в пределах +600-800 градусов
  • При условии отсутствия плотной молекулярной консистенции, а также использующихся для активации веществ после застывания шлак не станет реагировать с водой, поэтому смесь часто используют в создании конструкций в условиях повышенной влажности
Читайте также:  Гост тех условия цемента

Шлакопортландцемент бывает быстротвердеющим и с нормальными параметрами твердения. Для активизации процесса в материал добавляют присадки – это специальные ускорители вулканического или минерального происхождения (это могут быть пемза, пепел). Произведенный из шлака бетон готовят в таком соотношении: 4-5 частей шлака, по 2 части песка и цемента.

Конструкции/здания достигают прочности уже в течение 7-14 дней. В прохладных условиях материал твердеет медленно, поэтому для ускорения процесса используются обработка теплом, добавка специальных присадок.

Нужно помнить, что срок годности шлакоцемента намного ниже в сравнении с обычным. Материал можно использовать 45 дней после отгрузки с производства, так как по прошествии этого времени он теряет характеристики водонепроницаемости и прочности.

Недостатки

Портландцемент со шлаком имеет один недостаток — если нарушена герметичность мешков, прочностные качества потеряются через 45 дней после даты изготовления.

Еще производители цемента могут добавлять минеральные добавки согласно нормативам и строительным правилам. Не стоит опасаться бетона с добавлением шлаков, рекомендуется подобрать марку, которая будет соответствовать поставленной задаче.

Портландцемент и шлакопортландцемент – отличия

Отличия обыкновенного портландцемента и материала на базе шлака определяют сферу использования смесей. Свойства и параметры достаточно сильно разнятся, поэтому до начала работ нужно все тщательно изучать.

Чем отличается цемент со шлаком от обычного:

  • Цена портландцемента намного выше стоимости смеси со шлаком.
  • Портландцемент при условии отсутствия присадок быстрее набирает прочность.
  • Отличается состав – в цементе со шлаком есть также гипс, в портландцемент часто добавляют различные присадки-ускорители, пластификаторы и т.д.
  • У шлакоцемента менее выражена экзотермическая реакция при застывании, благодаря чему бетон почти не греется, поэтому не может использоваться при низких температурах (но и усадки, деформаций дает меньше).
  • Цемент со шлаком демонстрирует меньшие показатели плотности и массы готовых конструкций.

Классификация портландцемента со шлаком

Портландцемент со шлаком делится на разные классы, каждому из которых присущи определенные технические характеристики и параметры, отраженные в нормативных документах. Ниже представлены таблицы со всеми значимыми данными, без которых невозможно выполнить расчеты и начать работы.

Класс 300 по ГОСТ 10178-85

Класс 400

Класс 500

Приготовление бетона со шлаком

В составе шлакоцемента основными компонентами являются сам шлак, клинкер и гипс в разных пропорциях. Оптимальное соотношение указано в документах и сертификатах, процесс приготовления смеси идентичен работе с обычным цементом.

Состав смесей для приготовления шлакобетона

Чтобы получить шлакобетон средней марки, достаточно взять 4-5 частей фракционной смеси шлака, по 2 части песка и цемента. Удешевить раствор можно посредством смешивания цемента и извести в пропорции 3:1.

Как приготовить

За несколько часов до предполагаемого замеса раствора желательно увлажнить шлак водой для повышения длительности службы бетона. Потом все компоненты смешивают в нужных пропорциях, аккуратно перемешивают до однородности. Готовую массу используют в течение часа-полтора.

Шлаковый цемент – прочная и высокоэффективная смесь, которая часто используется в выполнении разнообразных ремонтно-строительных работ. Пропорции входящих в состав материалов можно менять для получения нужных свойств и характеристик.

Отзывы

По отзывам и рекомендациям профессионалов и частных строителей шлакощелочной бетон имеет хорошо подобранный состав, который позволяет возводить надежные и долговечные сооружения. Многие мастера отмечают, что раствор имеет приемлемые цены и удобную упаковку, работать с ним достаточно просто. Товар легко доставлять на строительный объект и выгружать. Материал полностью соответствует стандартам качества, по этой причине конструкции получаются долговечными и прочными.

Легкий бетон из смеси цемента песка и шлака имеет только положительные характеристики. Кроме приемлемой цены и легкости в применении стройматериал имеет высокие показатели плотности готовых сооружений, водонепроницаемость, морозоустойчивость.

Шлаковый цемент – высокоэффективная и прочная смесь, которая широко применяется в строительных сферах. В зависимости от потребностей можно изменять пропорции составных частей в цементной смеси для того чтобы достичь наилучшего результата и качества.

Источник