Вяжущее для приготовления строительных растворов, в состав которого входит доменный шлак, природный гипс и клинкер – это шлакопортландцемент (ШПЦ). Его используют при возведении промышленных и гражданских объектов, когда необходимо быстрое твердение бетона для ускорения реализации работ, а также при потребности защитить конструкцию от разрушения под действием агрессивных сред.
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.
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:
| Параметр | Состав | Плотность цемента, г/см3 | Прочность, марка | Время начала и конца схватывания | Отличительные свойства |
|---|---|---|---|---|---|
| Портландцемент | Клинкер из глины и известняка | 3,05…3,2 | 400, 500, 550 и 600 | 45 мин. – 10 часов* | Прочный материал с длительным сроком службы в нормальной среде |
| ШПЦ | Клинкер, гипс, шлак | 3,0…3,1 | 300, 400 и 500 | Готовый бетонный камень устойчив к агрессивным средам, но менее прочный и долговечный, жаростойкий |
*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.
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:
- Чем больше в составе шлаков, тем дольше твердеет бетон и меньше тепла выделяется при гидратации.
- 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).
- Жаростойкость цемента на шлаке – 600…800°С благодаря свободному Са(ОН)2;
- 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.
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.
