Цемент со шлаком для чего: Шлаковый цемент — области применения и характеристики портландцемента со шлаком

Шлаковый цемент — области применения и характеристики портландцемента со шлаком

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:

• Повышенная стойкость материала к мягким и сульфатным водам, благодаря отсутствию активных компонентов и плотной молекулярной структуре. ШПЦ может использоваться для строительства конструкций, эксплуатируемых во влажной среде.
• Пониженное тепловыделение, что является положительным моментом при строительстве массивных конструкций, но отрицательным при бетонировании в холодные периоды года.
• Умеренная водопотребность.
• Высокая водостойкость и морозостойкость.
• Повышенная жаростойкость – +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.

Портландцемент со шлаком: характеристики, сферы использования

Содержание

1. Особенности
2. Технические характеристики
3. Портландцемент и шлакопортландцемент имеют такие отличия:
4. Сфера использования
5. Сферы применения портландцемента со шлаком:
6. Достоинства
7. Недостатки
8. Отзывы

Портландцемент со шлаком применяют во многих сферах строительства уже почти на протяжении 200 лет. Такой строительный материал широко используют, когда сооружают наземные, подземные и подводные постройки. Цемент со шлаком представляет собой вяжущий гидравлический компонент, который получают при измельчении цементного клинкера, гипса и гранулированного шлака.

Что такое цемент со шлаком? Долгое время гранулированные элементы считались отходами, но практика доказала, что шлаковые бетоны более легкие и долговечные. Благодаря материалам вторичного производства отходов металлургической промышленности, гипса или глины соединенных с цементом делают конструкции наиболее прочными.

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.

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.

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:

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.

Сфера использования

Цемент со шлаком для чего он нужен? Портландцемент со шлаком пользуется популярностью при возведениях подводных бетонных и железобетонных конструкций, которые будут подвержены воздействиям водной среды. Материал имеет высокие показатели прочности, используется при изготовлении бетонного раствора, панелей для стен и сухих смесей. Данный вид цемента ничем не уступает марке М500, который является классическим цементом.

Цемент с добавлением шлака наиболее экономичный и популярный стройматериал для постройки стен и плит перекрытия с арматурой. Когда при постройке конструкций из облегченного мастерила для фундамента используют шлакобетон, который распределяется по классам:

• 10 – применяется при теплоизоляционных работах;
• 25-35 – незаменимы при постройках несущих элементов;
• 50 класс — лучший вариант при сооружении армированных перемычек, наружных несущих стен и внутренних перегородок.

Шлакобетон применяется на масштабных объектах, и ценится за маленький удельный вес, если сравнивать его с силикатными или керамическими изделиями. Благодаря таким положительным качествам нагрузка на фундаментные и конструктивные части получается сниженная. Также имеется возможность создавать плиты больших габаритов, такая методика экономит время и финансы в процессе монтажа. При надобности панели можно без затруднений транспортировать.

Сферы применения портландцемента со шлаком:

• возведение сборных и монолитных элементов в частных и промышленных стройках;
• изготовление конструкции, в технологии которой требуется ускоренное твердение;
• работы по укладке дороги, где требуется быстрое схватывание смеси;
• при производстве коммуникационных труб из бетона;
• постройка моста, эстакады;
• применение шлакопортландцемента для замеров растворов для штукатурки и кладки.

Хотя ШПЦ обладает хорошими характеристиками в эксплуатационный период, спустя три, четыре десятка лет качество каменных конструкций резко снижается. По этой причине имеет значение вовремя принять меры, которые предупредят разрушение построек.

Достоинства

Главным достоинством шлакопортландцемента является его низкая стоимость, если сравнивать его с портландцементом. Наиболее выраженные положительные качества ШПЦ:

1. Небольшой удельный вес и плотность готовых изделий не создают большого давления на фундаментное основание и перекрытия.
2. Материал жаростойкий, диапазон нагрева может составлять 600-800 градусов С.
3. Данный класс цемента наиболее приемлем для постройки конструкций в условиях влажности. Например, портландцемент М 400 со шлаком имеет в составе от 21-35 % гранулированного доменного материала.

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.

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.

Зачем использовать летучую золу и шлак в бетоне?

Подрядчики нередко упускают из виду использование летучей золы и шлака в своем бетоне. Обычно это происходит, когда подрядчик не совсем понимает роль дополнительных вяжущих материалов (SCM) в бетоне. Да, некоторые приложения не поддерживают использование SCM, например, при производстве проницаемого или водопроницаемого бетона. Тем не менее, даже когда SCM является приемлемым вариантом, подрядчики не тратят время на его включение в свой проект смеси.

Что такое летучая зола?

Проще говоря, летучая зола — это остатки горящего угля. Летучая зола собирается в так называемом мешковом доме. См. диаграмму ниже:

Частицы летучей золы имеют сферическую форму и меньше по размеру, чем цемент. Летучая зола может быть активирована только при использовании цемента. Когда цемент вступает в реакцию с водой, образуется известь, которая вступает в реакцию с летучей золой, образуя CSH (гидратированный силикат кальция). CSH – это такой же вяжущий продукт, что и портландцемент. Летучая зола обычно составляет от 15 до 30% цемента при использовании.

Поскольку летучая зола мельче, чем портландцемент, она будет заселять даже меньшие пустоты, чем частицы цемента, в которых обычно находится вода. Таким образом, это помогает создать более прочный бетон с меньшей проницаемостью. Требуется меньше воды, чтобы сделать бетон пригодным для обработки, максимизируя прочность при сохранении удобоукладываемости. Хотя время схватывания с летучей золой увеличивается, всего за 28 дней прочность бетона превзойдет такую ​​же смесь без летучей золы.

Шлак похож на летучую золу тем, что он мельче стандартного портландцемента, а также дешевле, поскольку является побочным продуктом процесса. Он производится металлургической промышленностью. Шлак образуется при плавлении железной руды. Расплавленное железо опускается на дно, а шлак всплывает на поверхность чугуна. См. диаграмму ниже:

Еще одно различие между шлаком и летучей золой заключается в том, что содержание летучей золы редко превышает 35% от содержания цемента, а шлак может заменить 50% от содержания цемента или даже больше для различных применений. Это способствует значительной экономии затрат на шлакоцемент.

Применение для мухи и шлака может варьироваться

Летучая зола представляет собой скорее гладкие частицы, чем грубую и зернистую текстуру шлака. Это помогает в таких областях, как отделка полов.

Общие области применения включают заполнение небольших трещин, где может потребоваться низкосортная смесь для проникновения в труднодоступные места. Сборный железобетон часто используется для этого. Другие области могут быть необходимы, когда управление проницаемостью имеет важное значение, например, области, которые будут подвержены высокому использованию соли, такие как дороги и тротуары в северном климате. И, наконец, когда вы просто хотите сократить материальные затраты на бетон. Поскольку цемент является самым дорогостоящим ингредиентом, замена летучей золы или шлака может помочь сохранить более прочную смесь при меньших затратах. Летучая зола и шлак обычно на 18% дешевле, чем портландцемент. Когда смесь включает 20% летучей золы, это обеспечивает экономию затрат на 3,5%. Преимуществом шлака является его способность замещать большее количество цемента. Экономия до 9% в стоимости цемента при соотношении содержания шлака и цемента 50%.

Благодаря сочетанию экономии затрат и повышения прочности, для определенных применений всегда следует рассматривать использование таких SCM, как летучая зола и шлак. Узнайте больше о том, как настроить объемный смеситель с бункером для летучей золы, связавшись с командой Bay-Lynx по телефону 905-304-3900.

Шлаковый цемент — Heidelberg Materials

Назад к Цементным материалам

Шлаковый цемент

Материал с многовековой историей эволюционирует, чтобы соответствовать требованиям современного строительства.

Шлаковый цемент, побочный продукт сталеплавильного производства, усиливает традиционные преимущества бетона в виде прочности и долговечности, а также обеспечивает сокращение отходов, энергопотребления и выбросов парниковых газов.

Шлакоцемент используется в бетоне практически для любого строительства, либо в сочетании с традиционным портландцементом, либо в составе смешанного цемента, либо в качестве отдельного компонента. Обычно он заменяет часть портландцемента в бетонных смесях.

По данным Slag Cement Association, отраслевой торговой группы, использование шлакоцемента в качестве добавки к бетону обеспечивает более высокую прочность, пониженную проницаемость и повышенную стойкость к химическому воздействию. И как переработанный материал, его производство требует гораздо меньше энергии и природных ресурсов, чем обычный цемент, который он частично заменяет.

Награжден за выдающиеся достижения

Ассоциация шлакоцемента ежегодно награждает проекты, демонстрирующие роль шлакоцемента в создании прочных и долговечных конструкций. Lehigh Hanson гордится тем, что ее наградили за качественную работу, создающую прецедент превосходства.

Проекты, получившие награду SCA 2020:

Водохранилище Akron Hazel (стойки CSO 10 и 11) — Награда за долговечность
Chesapeake Beach Resort & Spa Parking Garage — Архитектурная награда
CSVT River Bridge — Награда за долговечность
Развязка Kew Gardens — Награда за высокую производительность
One Manhattan Square — Награда за устойчивое развитие

Переработка побочного промышленного продукта

Шлаковый цемент, первоначально известный как гранулированный доменный шлак, начинается с производства железа. Сердцем процесса является доменная печь, которая перерабатывает железную руду в железо. Ингредиенты нагревают почти до 1500 градусов по Цельсию с образованием двух компонентов: железа и расплавленного шлака.

Железо используется для производства стали, а расплавленный шлак превращается в цементоподобный материал путем быстрого охлаждения водой. Это быстрое охлаждение, называемое закалкой, создает стекловидные гранулы, которые затем измельчаются в мелкий порошок, известный как шлаковый цемент.

Шлаковый цемент так же стар, как и само производство чугуна. В 1700-х годах его смешивали с известью для приготовления раствора. Одним из первых крупных применений шлако-известковых цементов было строительство парижского метро в конце 1800-х годов. В США смеси шлакового и портландцемента были представлены в 1896 году.

Сегодня шлаковый цемент может составлять от 30% до 50% содержания цемента в бетоне. Для таких применений, как массивный бетон и морская среда, эта цифра может возрасти до более чем 70%.

Преимущества для окружающей среды Drive Acceptance

Шлаковый цемент используется почти во всех типах бетонных конструкций: тротуарах, конструкциях и фундаментах, монолитном бетоне (т. е. плотинах и подпорных стенах) и сборных железобетонных изделиях, таких как трубы и блоки.

Сторонники указывают на ряд способов, благодаря которым шлакоцемент делает бетон более качественным и однородным:
   • Легче укладывать и отделывать
   • Более высокая прочность
   • Меньшая проницаемость
   • Лучшая стойкость к агрессивным химическим веществам
   • Более светлый цвет, чем у обычного бетона (лучшая архитектурная и декоративная отделка)

Шлаковый цемент обеспечивает впечатляющий набор экологических преимуществ в соответствии со стремлением к более экологичному строительству.

Прежде всего, это переработанный продукт, созданный из доменного шлака, предназначенного для утилизации. Энергия, выбросы и сырье, необходимые для производства шлакового цемента, составляют лишь часть того, что необходимо для производства традиционного портландцемента.

Замена части портландцемента шлаковым цементом – обычно от 30% до 50% – значительно снижает воздействие бетона на окружающую среду.

Для производства шлакового цемента требуется почти на 90% меньше энергии, чем для производства портландцемента. По данным Slag Cement Association, замена 50% шлакового цемента на портландцемент снижает выбросы парниковых газов более чем на 40% и снижает воплощенную энергию бетона более чем на 30%.

Еще одним фактором является почти белый цвет шлакоцемента. Бетон более светлого цвета имеет большую отражательную способность и видимость, что снижает потребление энергии, необходимой для освещения улиц и парковок в ночное время.

Более высокая отражательная способность также смягчает эффект теплового острова, при котором высокоразвитые городские районы склонны поглощать тепло и испытывать более высокие температуры.