Портландцементы с активными минеральными добавками (смешанные цементы). Часть 2

Шлакопортландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера, гранулированного доменного или электротермофосфорного шлака (21 - 80%) и гипса - до 5 % от массы клинкера. Допускается до 10% замены шлака активными минеральными добавками, а также раздельный помол этих материалов с последующим тщательным смешением в указанных соотношениях.

По химическому составу шлаки сходны с портландцементным клинкером, поэтому их обычно вводят в большем количестве по сравнению с другими активными минеральными добавками. Доменные шлаки - отходы производства чугуна (на 1 т чугуна приходится примерно 0,6 т шлака), использование этих отходов позволяет улучшить экологию; производство шлакопортландцементов дешевле, чем портландцементов, являющихся энергоемкими в производстве и дорогостоящими вяжущими. Гидравлическая активность шлаков оценивается по коэффициенту качества.

Для производства шлакопортландцементов нужны специальные гранулированные шлаки, которые получают быстрым охлаждением расплавленных шлаков водой или паром на специальных грануляционных установках. При этом образуются шлаковые гранулы со стеклообразной структурой, так как быстрое охлаждение препятствует кристаллизации. Вещества в аморфном или стеклообразном состоянии имеют большую химическую активность, чем в кристаллическом состоянии. Поэтому гранулированный шлак является активным компонентом шлакопортландцемента. При твердении шлакопортландцемента молотый гранулированный шлак вступает в химическую реакцию с Са(ОН)₂ с образованием низкоосновных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. При твердении шлакопортландцемент выделяет гораздо меньше теплоты, чем портландцемент, прочность его нарастает медленно в начальный период, но через 3 - 6 месяцев она может даже превышать прочность портландцемента той же марки. Ускоряют твердение бетонов на шлакопортландцементах с помощью тепловлажностной обработки (пропаривание, автоклавная обработка).

Цвет шлакопортландцементов - сероватый с голубоватым оттенком, истинная плотность 2800 - 3000 кг/м³, насыпная плотность в рыхлом состоянии 1000-1300 кг/м³, в уплотненном - 1400-1800 кг/м³, нормальная густота (26 - 30 %). Бетоны на шлакопортландцементах имеют достаточно высокие воздухостойкость, морозостойкость, водостойкость, поэтому их широко применяют для конструкций в надземном, подземном и гидротехническом строительстве, в горячих цехах (для жаростойких бетонов). Жаростойкость шлакопортландцемента значительно выше, чем у портландцемента. Марки шлакопортландцементов: 300, 400, 500.

Разновидностью шлакопортландцементов является быстротвердеющий шлакопортландцемент. Он имеет более тонкий помол (удельная поверхность 4000 - 4500 см²/г), содержит меньше шлака (до 50%), при его производстве вводят каталитические добавки (FeCl₃, NaCl и др.) в количестве 0,5-1,5%. Например, быстротвердеющий шлакопортландцемент М400 через 3 сут должен набирать предел прочности при сжатии более 20 МПа. Его рекомендуется использовать в течение 7-10 сут со дня изготовления, чтобы избежать потери активности как можно меньше. Быстротвердеющий шлакопортландцемент также рекомендуется использовать для изготовления бетонных и железобетонных изделий (с применением их тепловлажностной обработки) в конструкциях горячих цехов, гидротехнических сооружениях, подверженных сульфатной агрессии.

Цементы для строительных растворов (кладочные цементы) содержат портландцементный клинкер (20 - 30%), активные и инертные (молотые известняк, песок) добавки (80 - 70%). Кладочные цементы имеют марку М²00 и применяются для кладочных и штукатурных растворов и неармированных бетонов классов В12,5 и ниже. Стоимость их гораздо ниже чем портландцементов за счет малого содержания дорогостоящего клинкера.