Xn--80axcdaabq.xn--p1ai

ООО Норма
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цемент со шлаком; особенности и применение

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.

где используют цемент со шлаком

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.

Технические характеристики

По ГОСТ 1017-85 шлакопортландцемент включает в себя такие компоненты и технические условия:

  1. Клинкер должен содержать магний не больше 5-6 %, так как этот элемент способен снизить качественные характеристики бетона.
  2. Шлаки в гранулах, полученные доменным или электротермометаморфическим путем – примерно, 20-80 % (в зависимости от того какие характеристики нужны).
  3. Минералы гипсового происхождения – чистый гипс, добытый природным путем с добавление фосфора и фтора, но не больше 5 процентов от всего объема клинкера.

ШПЦ делят на два вида – нормальнотвердеющий и быстротвердеющий. Во второй материал добавляют специальные присадки, которые являются ускорителями минерального и вулканического происхождения – пепел, пемза. Бетон из шлака имеет такие пропорции: 4-5 частей шлака, 2 части цемента, 2 части песка. Прочность таких изделий достигается уже через 1-2 недели.

Металлургическое и шлаковое производство

Бетоны на основе металлургических шлаков отрицательно переносят перепады температуры, поэтому материал будет затвердевать долгое время в прохладных условиях. Для ускорения процесса используют специальные присадки или обрабатывают конструкцию теплом при помощи тепловых подушек либо опалубок с электроподогревом. При воздействии высоких температур бетон наберет прочность через 28 дней. Вяжущее вещество обладает такими качествами:

  • если в состав входит большое количество шлаков, тем будет дольше твердеть бетонная смесь и меньше тепла будет выделено при гидратации;
  • шлаковые цементы дают такую же усадку, как и портландцемент;
  • жаростойкость ШПЦ составляет от 600 до 800 градусов С;
  • цемент на шлаке при отсутствии активных веществ и плотной молекулярной консистенции после застывания не будет вступать в реакции с водой. Такой материал является незаменимым для возведения сооружений во влажных условиях.

Сроки годности шлакопортландцемента намного ниже, чем у обычного сухого цементного раствора. Материал пригодный к использованию около 45 дней с момента отгрузки с производства. Категорически не рекомендуется применять просроченный стройматериал, так как он теряет свои качества на прочность и водонепроницаемость.

Портландцемент и шлакопортландцемент имеют такие отличия:

Цемент со шлаком

  1. Стоимость портландцемента гораздо выше, чем обычная смесь ШПЦ.
  2. Портландцемент быстрее становится прочным, а бетон, со шлаком спустя 21 день.
  3. В портландцементном составе нет шлака, туда входят клинкер и определенный минеральный состав со специальными присадками-ускорителями.
  4. ШПЦ имеет менее выраженную экзотермическую реакцию в процессе затвердения, бетонная смесь почти не нагревается, это в свою очередь приносит трудности при показателях температуры ниже +4 градусов С.
  5. Шлакопортландцемент имеет меньшую плотность и вес готовых конструкций.
Читайте так же:
Покрытие стен декоративной штукатуркой своими руками

Измененные названия расшифровки

Сегодня изготовители придерживаются ГОСТ 31108-2003 и производят:

  • ЦЕМ I 32,5Б – портландцемент (быстро застывает, его крепость 32,5);
  • ЦЕМ II/В-Ш 22,5Н – портландцемент с вместимостью шлака (крепость – 22,5);
  • ЦЕМ II/А-И 32,5Н – та же марка, только с вместимостью породы, содержащей известь, характеристика такая же;
  • ЦЕМ V/А-К(Ш-3-И) 32,5Б – вяжущее вещество, разбавленное дополнительными ингредиентами: зернистой изгарью, известковой породой. Отличается тем, что моментально схватывается;
  • ЦЕМ III/A 32,5Н – цемент, который характеризуется значительной вместимостью зернистой изгари. Продукт хорошо затвердевает;
  • ЦЕМ IV/A (П-З-МК) 32,5Н – в основном содержит пылевидную смесь вулканического пепла, пемзы, туфы и другое;
  • ЦЕМ V/А(Ш-3) 32,5Н – это название предполагает в составе смеси вместимость остатков изгари в гранулах, который при правильном применении отлично схватывается.

Согласно с ГОСТом, цемент бывает:

  • ССПЦ 500-Д20-ПЛ – стойкий к сульфатам затвердевающий материал, что продается под маркой М500. В нем также содержатся около 2% минеральных добавок, что делает его более пластифицированным;

ССПЦ 500-Д20-ПЛ

  • ССШПЦ 400 – цемент из шлаков также устойчив к сульфатным минералам и солям, выпускается под названием М400;
  • ППЦ 300 – супер прочный цемент, способный затвердевать и в жидкости, и в любой влажной среде;
  • НЦ-20-М500 ТУ 46854090 – цемент с отличными эксплуатационными характеристиками, обладает огромным самонапряжением в 28 суток;
  • ПЦБ 2-400-Д20-ПЛ ГОСТ 965-89 – светло-бежевый сыпучий порошок, имеющий в составе второсортные добавки, на мешке маркируется цифрой 400, обладает хорошей пластичностью, что делает его удобным в укладывании;
  • ГОСТ 10178-85 предполагает производство двух видов этого связующего стройматериала:
  • ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ – цемент, произведенный из клинкера, гипса и добавок, совместно с силикатами кальция, что в нем преобладают. Кстати, он самый распространенный в мире и применяется во всевозможных строительных и отделочных работах, выпускается под маркой 400, легок в эксплуатации, быстро затвердевает;
  • ШПЦ 400 – шлаковместительный вяжущий материал, с такой же прочностью, как М400.

Широкий выбор этого продукта производится по ДСТУ Б В.2.7-46:2010:

  • ПЦ I-400Р-Н – бетонопроизводственный цемент М400 с клинкера и равномерно содержащего состава;
  • ПЦ II/А-Ш-400Р-ПЛ – шлаковместительный цемент с соотношением 6%-20%;
  • ПЦ II/А-К(Ш-В)-400 – тот же материал с добавлением известняка;
  • ПЦ II/Б-К(Ш-З)-400 – портландцемент с гранулированными шлаками и золой;
  • ШПЦ III/А-400 – чисто шлаковместительный вяжущий порошок;
  • ПЦЦ IV/Б(П-З)-400 – пуццолановый цемент с примесью золы;
  • КЦ V/А(Ш-З)-400 – композиционный цемент со шлаком и золой.

Более подробно о марках цемента и расшифровке можете ознакомиться на видео:

Определение и описание шлакопортландцемента

Американское общество по испытанию материалов (ASTM C125) определяет доменный шлак как «неметаллический продукт, состоящий в основном из силикатов и алюминатов кальция, полученный вместе с чугуном в доменной печи в виде расплава».

Читайте так же:
Потолок с помощью фактурной штукатурки

При производстве чугуна в доменную печь загружают железную руду, флюсовый камень (известняк и/или доломит) и кокс. Получаемая на выходе из печи продукция — расплавленный чугун и шлак. Шлак состоит в основном из кварца и оксидов алюминия (от железной руды) и оксидов кальция и магния (от флюсового камня). Из печи шлак выходит в расплавленном состоянии, причем температура расплава может превышать 1480?C (2700?F). Существует четыре основных способа обработки расплавленного шлака: охлаждение воздухом, быстрое охлаждение холодной водой (вспучивание шлака), дробление и помол. При каждом из данных методов обработки получается уникальный шлаковый материал, обладающий отличительными свойствами.

Химические свойства шлакопортландцемента

Основные составляющие доменного шлака — кварц, оксиды алюминия, кальция и магния, на которые приходится 95% всего состава шлака. Остальные 15% — марганец, соединения железа и серы и следовое количество других элементов. Однако, следует отметить, что основные оксиды, входящие в состав шлака не встречаются в свободной форме. В доменном шлаке, охлажденном воздухом, оксиды объединяются в различные силикаты и алюмосиликатные минералы, такие как мелилит, мервинит, волластонит и др., которые также существуют в виде природных пород. В дробленом и молотом шлаках, данные элементы присутствуют в виде стекла. Химический состав шлаков варьируется в очень узких пределах, поскольку все сырье, загружаемое в доменную печь, очень тщательно отбирается и смешивается.

Типичный химический состав доменного шлака, %
кварц(SiO2)32-42
оксид алюминия(A12O3)7-16
оксид кальция (CaO)32-45
окись магния (MgO)5-15
сера (S)*1-2
оксид железа (Fe203)1-1,5
оксид марганца (MnO)0,2-1,0

* в основном в виде сульфида кальция

Физические свойства шлакопортландцемента

Физические характеристики шлака, такие как вес, размер частиц, структурные свойства и т.д. различаются в зависимости от метода обработки расплавленного шлака. Соответственно, конечное применение обработанного шлака также различается в зависимости от метода обработки.

В последнее время в России и других странах большое внимание уделяется проблеме использования вторичных ресурсов. Одним из наиболее перспективных направлений утилизации промышленных отходов является использование их в производстве строительных материалов.

Металлургия занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. На основных технологических переделах производства черных и цветных металлов образуются побочные продукты – отходы, химико-минералогический состав и физико-механические свойства которых позволяют считать их ценным сырьем для производства строительных материалов. Основная масса отходов металлургических процессов образуется в виде шлаков.

Шлаки – продукты высокотемпературного взаимодействия компонентов исходных материалов – топлива, руды, плавней и газовой среды. Трудно, пожалуй, найти другое сырье, которое обладало бы таким множеством ценных качеств и при этом так долго пробивало бы путь к широкому применению в строительной промышленности, как шлак. Во многих районах страны из шлака построены многоэтажные дома, промышленные здания, возведены мосты и плотины, проложены ленты автострад. Из обременительного отхода он становится признанным сырьем строительной промышленности.

Самая ранняя попытка использования доменного шлака относится к 1589 г., когда в Германии из него отливали пушечные ядра. В строительстве шлак стали применять только в 18 веке. В Нижнем Тагиле из шлаковых расплавов начали отливать плиты для ступеней, брусчатку для дорог. В Швеции литые шлаковые камни применялись вместо кирпича для кладки верхней части шахт доменных печей. В России и других странах отвальный шлак использовали в качестве щебня при постройке дорог. В последующие годы ценные свойства шлаков еще больше привлекают внимание ученых и практиков во всем мире к проблеме применения шлаков в строительстве.

Читайте так же:
Применение пескобетона для штукатурки

Для решения вопросов организации переработки шлаков, использования их, координации научных исследований и опытных работ, в Москве в 1933 г. была создана Всесоюзная контора по шлакопереработке. Во многих странах созданы специальные институты и организации, занимающиеся вопросами использования шлака в строительстве, иногда на базе металлургических заводов: в США – Национальная шлаковая ассоциация, во Франции – Техническая ассоциация по изучению и использованию доменных шлаков, в Канаде — Национальная шлаковая ассоциация, В Англии – Британская ассоциация шлака. Организация переработки шлаков в разных странах неодинакова, что объясняется специфическими условиями каждой страны. В Англии и Германии шлаковую продукцию, получают непосредственно на металлургических заводах, в других странах шлак в жидком состоянии или частично обработанный передают компаниям и специальным фирмам по производству строительных материалов. Необходимо отметить весьма результативные действия Национальной шлаковой ассоциации США, к заслугам которой относится создание шлакоперерабатывающей индустрии. Шлак признан минеральным сырьевым материалом. Переработка шлака в основном осуществляется фирмами, независимыми от металлургов, и только в немногих случаях металлургические компании перерабатывают шлак для своих нужд и продают его [3]. В США, Англии, Германии, Франции воздушно охлаждаемые металлургические шлаки в основном перерабатываются на щебень, применяемый в качестве балласта при строительстве железных дорог, а также используют как заполнитель при сооружении аэродромных покрытий и автомобильных дорог. Асфальтобетонные покрытия с применением шлакового заполнителя характеризуется высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, большим коэффициентом сцепления, отсутствием сдвиговых деформаций. Вся продукция шлакопереработки экономически выгодна. Например, шлаковый щебень в 1,5-2 раза дешевле природного и требует в 4,5 раза меньше удельных капитальных вложений. Шлаковая пемза в 3 раза дешевле керамзита и требует в 1,5 раза меньше удельных капитальных вложений.

Основным видом промышленной продукции, производимой на основе металлургических шлаков, является шлакопортландцемент. Впервые гранулированный шлак был применен как добавка при производстве цемента в Германии в 1892 г.

Шлакопортландцемент – это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гранулированного шлака. Содержание шлака в шлакопортландцементе по ГОСТ 10178-85 должно составлять не менее 21 и не более 60% массы цемента [5]. По американскому стандарту содержание шлака должно составлять от 25 до 65%, по английскому не больше 65%. В Германии стандартизованы два вида шлакопортландцемента: железопортландцемент, содержащий не более 35% шлака, и доменный цемент с содержанием шлака от 31 до 85%. Во Франции выпускаются 4 вида шлакопортландцемента: железопортландцемент с 20–30% шлака, смешанный металлургический цемент с 50% шлака, доменный цемент с 70% шлака и шлако-клинкерный цемент, содержащий не менее 80% шлака. Каждый из этих видов цемента делится на две марки по прочности. В Германии каждый вид шлакопортландцемента имеет три марки по прочности, а в Англии и США – только одну марку, как и обыкновенный портландцемент.

Читайте так же:
Провод по штукатурку без штробления

Шлакопортландцементы широко применяются в настоящее время во многих странах для общих строительных работ, для гидротехнических сооружений и для сборных железобетонных изделий (например, бетонные трубы). По прочности они не уступают портландцементу, но нуждаются в более тщательном уходе при повышенных и пониженных температурах.

Исторически сложилось так, что доменные гранулированные шлаки в России и некоторых европейских странах используются преимущественно для производства вяжущих материалов, особенно для производства шлакопортландцемента. В США и Японии они применяются в основном для производства заполнителя. Последнее направление позволяет вовлечь в строительный комплекс значительно большее количество шлака, чем в производство из него вяжущих веществ. Особенно эффективно производство шлакового щебня при использовании технологии придоменной переработки шлака. При этом используется та тепловая энергия, которая была аккумулирована шлаковым расплавом в процессе производства чугуна. Такая технология позволяет достичь значительную экономию топливно-энергетических ресурсов.

В последние годы наблюдается рост шлаковых отвалов вокруг металлургических заводов России. Одной из причин уменьшения использования доменных гранулированных шлаков цементной промышленностью является падение спроса на шлакопортландцемент. В этой связи приобретает большое значение расширение масштабов производства шлакового заполнителя, в том числе шлаковой пемзы, которая является заменителем керамзита, а также литого шлакового щебня для тяжелых бетонов.

Необходимо подчеркнуть, что бетоны с заполнителем из доменных гранулированных шлаков отличаются рядом преимуществ перед традиционными бетонами. Как было установлено в работах доменный шлак в составе портландцементного бетона выполняет функцию активного заполнителя, т.е. его поверхностный слой реагирует с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидролизе алита. При этом образуется дополнительное количество гидросиликатов кальция, которые создают чрезвычайно прочную связь заполнителя с цементной матрицей, полностью исчезают капиллярные каналы, которые в результате усадки цементного камня образуются между ним и поверхностью заполнителя. Это приводит к значительному повышению коррозионной стойкости бетона с активным заполнителем по сравнению с традиционными составами в большинстве агрессивных сред, в том числе даже против такого грозного вида химической агрессии, как кислотная. Кроме того, благодаря специфической структуре и отсутствию микрозазоров на границе раздела вяжущего и заполнителя, такие бетоны обладают отличительными физико-механическими характеристиками. Именно этим обусловлено широкое применение бетонов на шлаковом заполнителе в США, Японии и других странах.

В России шлаковый заполнитель используется сравнительно редко, поэтому имеются огромные резервы расширения производства бетонов на шлаковом заполнителе, что позволит приостановить рост шлаковых отвалов в районах расположения металлургических заводов России.

Технические особенности

Шлак добавляют в цементный раствор для улучшения его вяжущих свойств. Получаемая смесь не боится хлоридов, морской воды, сульфатов и пресной воды. Себестоимость материала значительно ниже, чем классического раствора. В процессе возведения монолитных зданий выделяется большое количество тепла. Бетонный раствор со шлаком позволяет снизить скорость остывания, предотвращая растрескивание. Через сутки смесь приобретает до 30% прочности. К преимуществам цемента со шлаком относят:

  • малая плотность и небольшой удельный вес, жаростойкость, устойчивость к коррозии, гидравлической нагрузке и влаге;
  • более слабое давление на несущие конструкции по сравнению с классическим раствором;
  • устойчивость к высоким температурам до +800⁰С, возможность применения на объектах с колебаниями температуры;
  • меньшая температура теплоотделения, отсутствие усадки и деформации готовых изделий.
Читайте так же:
Подготовка поверхности перед штукатуркой стен

Основными компонентами смеси являются цементный клинкер, доменный гранулированный шлак и гипс. Цемент со шлаком изготавливается в различной пропорции в зависимости от желаемых технических особенностей. Гранулы доменного шлака просушивают так, чтобы уровень влажности не превышал 1%. Затем все вещества подвергаются измельчению до консистенции мелкодисперсного порошка.

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.

портландцемент со шлаком

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.

портландцемент со шлаком

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.

портландцемент со шлаком

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector