Шлакопортландцемент. Производство, свойства, применение

Шлакопортландцемент — распространенный компонент строительных материалов. Специфические свойства позволяют использовать его при изготовлении различных железобетонных конструкций. Несмотря на схожесть с портландцементом, данная разновидность имеет отличия , позволяющие расширить возможности использования бетона при строительстве.

Состав и производство

Шлакопортландцемент – это порошок тонкого помола, который получают из нескольких компонентов согласно одноименного ГОСТ 1017-85:

• Клинкер с содержанием магния не более 5-6% (MgO снижает качество бетонного камня);
• Доменные или электротермометаморфические гранулированные шлаки – около 20-80% (в зависимости от ожидаемых характеристик);
• Гипсовые минералы (природный чистый гипс, а также с содержанием фосфора, бора и фтора) – не более 5% от массы клинкера.

Компоненты шлакового портландцемента высушивают в термокамерах до 1%, затем помещают в мельничную установку и перемалывают до состояния тонкодисперсного порошка гомогенной структуры.

При выборе материала обращайте внимание на обозначение регламентирующего документа – только государственные технические условия (ГОСТ) указывают не соответствие материала стандартным требованиям. Это защитит вас от покупки фальсификата или некачественного вяжущего.

Новая маркировка смесей м400

Большинство российских производителей цементных смесей руководствуются вышеописанной маркировкой, но ведущие компании считают ее устарелой и используют новый способ из Европейского союза:

1. ЦЕМ. Маркировка указывает на полную чистоту портландцемента и отсутствие в его составе добавок.
2. ЦЕМII. Характеризуется наличием шлаковых добавок. С учетом их концентрации выделяют две разновидности: класса «А» (обладают 6-20% шлака), класса «В» (содержат 20-35% шлакового сырья).

С 2003 года производители цемента практикуют этот европейский стандарт, дополнительно указывая такие параметры, как продолжительность твердения и эксплуатационные свойства.

Отличие портландцемента от шлакопортландцемента

В виду использования шлака ШПЦ стоит гораздо дешевле, чем обычный портландцемент, но и отличается некоторыми характеристиками:

• Медленнее набирает первоначальную прочность в сравнении с портландцементом, но после 3 недель твердения его качество значительно повышается;
• В портландцементе отсутствует шлак, он изготовлен только из клинкера с определенным минералогическим составом и дополнительные присадки-ускорители и улучшители;
• Менее выраженная экзотермическая реакция при твердении в сравнении с портландцементом – бетон почти не нагревается, что усложняет работу с ним при температурах от +4°С;
• Меньшая плотность и вес готовой конструкции соответственно.

Чтобы не быть голословными, приведем сравнение характеристик этих видов вяжущего в таблице:

*время схватывания портландцементов зависит от температуры воздуха и влажности окружающей среды, но у шлакового вяжущего время твердения продолжительнее.

Срок набора прочности и показатели испытания образцов на изгиб наглядно показаны в таблице №2 ГОСТ 10178-85:

ПЦ-Д0 – обозначение количества добавок в процентном соотношении, «Б» — быстротвердеющее вяжущее.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

З.Б. Энтин, канд. техн. наук; Л.А. Малинина, д-р техн. наук (руководители темы); Е.Т. Яшина; K.B.Kpacновa; М.И.Бруссер, канд. техн. наук; Н.Е.Микиртумова; А.Б. Морозов.

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 10.07.85 N 116

3. СТАНДАРТ ПОЛНОСТЬЮ СООТВЕТСТВУЕТ СТ СЭВ 5683-86

4. ВЗАМЕН ГОСТ 10178-76

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ (октябрь 1990 г.) с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1988 г. (ИУС N 8-88).

ВНЕСЕНО Изменение N 2, утвержденное постановлением Госстроя России от 28.12.98 N 15 и введенное в действие с 01.01.99.

Изменение N 2 внесено юридическми бюро «Кодекс» по тексту «БСТ» N 1, 1999 год.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2001 год

Поправка внесена изготовителем базы данных по тексту ИУС N 6, 2001 год

Настоящий стандарт распространяется на цементы общестроительного назначения на основе портландцементного клинкера.

Стандарт не распространяется на цементы, к которым предъявляются специальные требования и которые изготовляются по соответствующим стандартам и техническим условиям.

Классификация, термины и определения — по ГОСТ 30515-97.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

Ключевые свойства ШПЦ

Шлакопортландцемент делится на 2 типа:

• Нормальнотвердеющий;
• Быстротвердеющий (ШПЦ-Б) с присадками – ускорителями минерального и вулканического происхождения (пепел, пемза и другие). Прочность такого достигает проектного значения уже к 7-14 суткам.

Шлаковый портландцемент плохо переносит перепады температур, потому твердение в прохладных условиях значительно затягивается. Чтобы ускорить процесс, не обязательно использовать присадки – достаточно обработать конструкцию теплом (опалубка с электрическим подогревом, тепловые пушки). При повышенных температурах камень набирает прочность к концу 28 суток большую, чем обычный цемент в нормальный условиях.

Свойства вяжущего:

1. Чем больше в составе шлаков, тем дольше твердеет бетон и меньше тепла выделяется при гидратации.
2. Шлаковый цемент дает аналогичную обычному портландцементу усадку. Примечательно, что с повышением тонкости помола и количества C2S (кальциево-кремневого соединения белита) увеличивается объемное расширение конструкции. По этой причине шлакопортландцемент не рекомендуется применять там, где усадочные деформации не допускаются (дорожное полотно, ответственные конструктивные элементы).
3. Жаростойкость цемента на шлаке – 600…800°С благодаря свободному Са(ОН)2;
4. Шлакопортландцемент в виду отсутствия активных элементов и плотной молекулярной структуре не вступает в реакцию с мягкой или сульфатной водой, поэтому подходит для обустройства конструкций во влажной среде.

Срок годности ШПЦ ниже, чем у обычного цемента – всего 45 суток после заводской отгрузки. В дальнейшем компоненты теряют свойства прочности, водонепроницаемости.

Технические характеристики

Цемент М400 Д20 обладает рядом технических характеристик, которые отличают его от других решений. Общие параметры выглядят следующим образом:

1. Прочность на сжатие после 28-суточной выдержки соответствует 39,2 МПа. 1 см3 такого бетона сможет выдерживать нагрузки до 400 кг.
2. Плотность цемента М400 определяется размерами клинкера и типом добавок в составе. Удельный вес цемента варьируется от 1000 до 1200 кг/м³ в насыпном виде. Слежавшийся раствор может весить до 1700 кг/м³, а увлаженный — не меньше 3 тонн.
3. Затвердевание. Процесс схватывания начинается через 2 часа, а набор заводских прочностных свойств (до 98%) происходит через 28 дней.
4. Устойчивость к пребыванию в агрессивной среде с воздействием сульфатов невысокая. Чтобы улучшить этот показатель, к исходному сырью добавляют цемент ПЦ Д 20 со шлаковыми добавками и другими присадками.
5. Зернистость помола. Оповещает об удельной поверхности частиц, содержащихся в 1 кг сухого цемента. Средний показатель варьируется от 3000 до 3200 кг/м³. Чем ниже значение, тем прочнее будет материал после затвердевания.
6. Степень устойчивости к морозам соответствует классу F100. Этот стандарт указывает на количество циклов заморозки и размораживания, которые может выдерживать камень. Точные показатели определяются составом и соотношением компонентов. Наибольшей морозостойкостью обладают алитовые и сульфатостойкие смеси.
7. Густота. Оповещает о требуемом объеме жидкости для затвердения в пропорции с сухой смесью. Средний показатель варьируется от 22-28%.
8. Тепловыделение. Указывает на степень выделения тепла в случае гидратации. Если материал будет подвергаться неравномерному остыванию или нагреву, он сможет покрыться трещинами и деформациями.
9. Температурный диапазон — от -60 до +300°C.
10. Устойчивость к воздействию влаги. Чтобы сделать материал полностью водонепроницаемым, его обогащают уплотняющими добавками и гидроизоляторами.

Объемный вес цементного материала зависит от условий хранения, перемещения и специфики производства. Наличие в составе добавок влияет на показатели плотности портландцемента.

Средний объемный вес цемента варьируется от 1100 до 1200 кг/м³. Если показатель превышает это значение, материал хранился дольше, чем можно, и сильно уплотнился. Еще к этому может привести потеря герметизации упаковки и чрезмерное увлажнение.

Срок годности цемента при хранении в бумажном мешке составляет полгода. Если хранить цемент в контейнерах из полиэтилена и упаковках ГОСТ — один год. Но начальные характеристики материала сохраняются только при расходовании в течение 2 месяцев с момента отгрузки.

Через время прочностные свойства порошка начинают сокращаться. Средний показатель составляет -100 позиций за 2 месяца. Это значит, что через 60-90 суток материал получит марку М300.

Существует общестроительный стандарт, по которому классифицируются разные марки цемента:

1. Цемент ПЦ 400 Д0. Отличается отсутствием в составе дополнительных компонентов и основывается только на клинкере. Для цемента М400 Д0 свойственна улучшенная устойчивость к морозам, средняя продолжительность твердения и уязвимость к деформациям в случае усадки. Смесь используют для общих строительных целей.
2. М400 Д5. В составе этого материала присутствует до 5% добавок, которые повышают устойчивость к влаге и коррозийным процессам. Смесь подходит для обустройства перекрытий и несущих объектов.
3. Цемент ПЦ 400 Д 20 содержит до 20% добавок, которые позволяют задействовать его в жилых и промышленных объектах. Марка ПЦ400 Д20 востребована не только на территории Российской Федерации, но и в Европейских странах. Ей свойственна морозостойкость и водоотталкивающие свойства.

Повышение концентрации добавок в составе цемента снижает его стоимость. Наибольшей стоимостью обладает марка М400 Д0, а самым доступным считается евроцемент М400 Д20.

В продаже в Москве, Санкт-Петербурге и других городов России и СНГ предлагаются особые марки с отличительными свойствами. Так, есть сульфатостойкая смесь, подходящая для агрессивной среды эксплуатации. На упаковке подобных составов присутствует маркировка СС.

Еще на рынке есть расширяющийся цемент, который позволяет заделывать трещины и отверстия в стенах. С его помощью можно заполнить трещины и восстановить герметичность конструкции. Материал характеризуется устойчивостью к деформации, поэтому он востребован при обустройстве фундаментов и выполнении ремонтных работ с подводными конструкциями.

Характеристики материала зависят от условий и продолжительности хранения после изготовления. Приобрести материал можно в мешках из бумаги, где указаны все его свойства, включая дату производства, номер партии и другие важные характеристики. Вес мешка составляет 50 кг.

Области применения

По характеристикам шлакопортландцемент почти не уступает обычному вяжущему для приготовления бетонов, поэтому в гражданском строительстве материал нередко используют, заменяя им более дорогие виды вяжущего. К слову, в России доля производства разных видов ШПЦ составляет 25%, в Европе и Америке – свыше 50%. Судите сами: для частного домостроения оптимальная марка бетона М400, для его приготовления подходит вяжущее М500. Стоимость мешка цемента со шлаком до 20% дешевле, чем аналогичная упаковка ПЦ. В масштабах возведения получается немаленькая сумма.

Прямое назначение шлакопортландцемента:

• Изготовление сборных и монолитных конструкций в гражданском и промышленном строительстве;
• Производство конструкций при необходимости ускоренного твердения;
• Укладка дорожного полотна с быстрым схватыванием компонентов;
• Изготовление бетонных труб коммуникаций;
• Строительство мостов и эстакад;
• Использование ШПЦ для замеса штукатурных и кладочных растворов.

При всех преимуществах шлакопортландцемента и хороших характеристиках в процессе эксплуатации, через – 30…40 лет (иногда более, в зависимости от исходного состава) качество камня резко снижается, как отмечают специалисты. Важно вовремя принимать меры по предупреждению разрушения ответственных конструкций и их ремонту.

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.

Соотношение раствора из шлака

• Стяжка тёплого пола, соотношение компонентов Здравствуйте! Скажите пожалуйста, какое оптимальное соотношение цемента М-400: песка: пластификатор kisan: вода. Необходимо для заливки водяного…
• Можно ли шпаклевать стены Церезитом внутри помещения? Нужно ли добавлять в него песок?
• Соотношение раствора из шлака Сколько нужно шлака, песка, цемента, опила?
• Подскажите, пожалуйста рецепты растворных смесей, М25, М50, М200, М300 (цементных) и цементно-известковых М25
• Какая толщина стяжки на шлаковый утеплитель? Какая толщина стяжки на шлаковый утеплитель и какое соотношение песка и цемента? Я на грунт простелил гидропленку и засыпал шлак (продукт…
• Обязателен ли для теплого пола пенопласт? Здраствуйте. Ситуация такая: на втором этаже (перекрытие — бетонные плиты) решили ставить теплый пол. Засыпали перлитным песком, поставим…
• Количество материалов для укладки плитки Скажите пожалуйста, сколько надо мешков цемента и количество песка для раствора, для укладки керамики на пол во дворе 17 кв.м
• Каков расход раствора на кладку из шлакоблока?

• Инструкции
• Пластиковые окна, алюминиевые конструкции, защитные рольставни Пластиковые окна, алюминиевые конструкции, защитные рольставни, выбор, производство,установка
• Быстровозводимые дома из SIP-панелей Строительство домов из SIP-панелей
• Монтаж сайдинга: основные рекомендации по монтажу
• Что нужно знать, приступая к монтажу металлочерепицы?
• Утеплители LINEROCK, Эковер, ТехноНИКОЛЬ, Тизол, Baswool Утеплители LINEROCK, Эковер, ТехноНИКОЛЬ, Тизол, Baswool по выгодным ценам! Для стен, потолка, кровли!

Чем вы руководствуетесь при выборе краски?

Кто вы в строительной сфере?

С какой целью вы ищите информацию на нашем портале?

Граншлак

Каталог статей > Сыпучие материаллы > Граншлак

Перейти к прайс листу на граншлак

Производство шлаков и виды шлаков

Шлаком называют неметаллический многокомпонентный расплав, который покрывает поверхность жидких металлов при металлургических процессах, таких как: плавка исходного сырья, обработка расплавленного промежуточного продукта и рафинирование жидкого расплава. При окончании металлургических процессов шлак имеет затвердевшее камневидное или стекловидное состояние, называемое еще «сплавом оксидов переменного состава». При металлургическом производстве шлаки появляются в сопровождении процесса восстановления руды и извлечения из неё так называемой пустой породы, флюсов и коксовой золы при их химическом взаимодействии с карбонатными породами. Основными компонентами шлака являются: кислотные оксиды SiO2 и TiO2, основные оксиды CaO, FeO, MgO, нейтральные оксиды Al2O3, ZnO. Тем самым в зависимости от количественного преобладания основных или нейтральных оксидов шлаки разделяются на основные и кислые.

Подразделение шлаков в зависимости от вида производства

Шлаки черной металлургии:

— Доменные которые могут быть не гранулированные, гранулированные, пемзы.

Шлаки цветной металлургии

— Медеплавильные, никелевые, алюминиевые (вторичные), прочие.

Шлаки химической промышленности

— Электротермофосновные

Шлаки черной металлургии: доменные и сталелитейные

В строительстве преобладает использование доменных шлаков получаемых при производстве чугуна.

Шлак доменный негранулированный получают путем воздушного охлаждения шлака с последующим его дроблением и грохочением. Использование такого шлака преимущественно наблюдается в дорожном строительстве в качестве замены щебня, как дополнительный наполнитель в асфальтобетон и бетон, в сельском хозяйстве для раскисления почв, а также в качестве железосодержащего материала для вторичной переплавки в доменных печах. Шлак доменный негранулированный гидравлическими свойствами не обладает.

Шлак доменный гранулированный получается при выплавке чугуна путем резкого охлаждения водой на гранустановке. Используется гранулированный доменный шлак преимущественно в качестве активной минеральной добавки в цемент.

Шлаковой пемзой называют литой кислый шлак. Для его создания необходим специфический режим охлаждения. Вяжущими свойства отсутствуют. Используют как утеплитель (подсыпка под перекрытия пола первого этажа домов), звукоизоляционный материал, необходим при производстве легких бетонов и изделий из них (шлакоблоки).

Рис1. Шлак черной металлургии

Основной полезной характеристикой доменного шлака является его основность, тоемть сопротивление измельчению, реакционная способность, химический состав и его стабильность. Плотность шлаков составляет 2,7-3 г/см3 (2700кг/м3-3000кг/м3), насыпная плотность – 1,3-1,5 г/см3 (1300кг/м3-1500кг/м3). Гидравлические свойства доменного граншлака определяются по величине коэффициента качества (К).

В зависимости от коэффициента качества и химического состава гранулированные доменные шлаки разделяются на три сорта:

Шлаки цветной металлургии

В строительстве и производстве строительных материалов имеют интерес цветные металлургические шлаки от производства меди и никеля. Отвальные медеплавильные шлаки имеют черный цвет, которые не подвергаются распаду. Плотность таких шлаков шлаков составляет 3300-3800 кг/м3, водопоглощение 0,1-0,6%, предел прочности при сжатии 120-300 МПа.

Никелевые шлаки имеют столь же высокие показатели физико-механических свойств, как и медные. Относятся к кислым по химическому составу. Имеют стекловидную фазу, но не смотря на это практически не обладают гидравлической активностью. Применение шлаков цветной металлургии в настоящий момент не велико, находят место применения в производстве цемента и при получении минеральной ваты и литых изделий.

Рис2. Шлак цветной металлургии

Электротермофосфорные гранулированные шлаки

Являются отходами при производстве фосфора методом электротермической возгонки. Получаются быстрым охлаждением силикатного расплава, образующегося в электропечах при плавке шихты из фосфорной руды, кварцита и кокса.

Рис3. Электротермофосфорный гранулированный шлак

Цена: 14560.0 руб за 20т

Цена: 8400.0 руб за 10т.

Цена: 12320.0 руб за 15т.

Шлаки черной металлургии (доменные)

Сырье этого типа бывает 3 типов:

• Шлак доменный гранулированный, который получают при охлаждении чугуна во время его выплавки. Как правило, полученный граншлак используют в качестве заменителя более дорогостоящих минеральных добавок.
• Доменный шлак не гранулированного типа. Его добывают в процессе воздушного охлаждения отходов металлургии, их дробления и последующего грохочения. Полученный материал чаще всего применяется в качестве наполнителя для асфальтобетона при строительстве дорожных полотен. Кроме этого, не гранулированное сырье нашло применение в сельскохозяйственной области, где отходы используют для раскисления земли.
• Шлаковая пемза отличается тем, что она не обладает вяжущими свойствами. Поэтому это сырье чаще используют в качестве утеплителя, звукоизоляционного материала и при производстве шлакоблоков и прочих изделий из пористых и легких бетонов.

Если говорить о свойствах шлака доменного, то он отличается высоким сопротивлением к измельчению, реакционной способностью и стабильностью. По гидравлическим свойствам гранулированный шлак бывает трех сортов:

• 1 сорт. В таком материале допускается содержание оксида алюминия не менее 8%, магния не больше 15%, титана не более 4% и марганца не больше 2%.
• 2 сорт. Оксид алюминия – 7,5%, магния – 15%, титана – 4%, марганца – 3%.
• 3 сорт. Оксид алюминия – не более 7,2%, магния – 15%, титана – 4%, марганца – 4%.