Шлакопортландцемент. Пуццолановый портландцемент. Состав, свойства, применение

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое помолом портландцементного клинкера, гипса и гранулированных доменного или электротермофосфорного шлака. Шлаки вводятся от 20 до 80 %. До 10 % их может заменяться активной минеральной добавкой.

Истинная плотность шлакопортландцемента составляет 2,8–3 г/см³, насыпная в рыхлонасыпанном – 900–1200, а в уплотненном – 1400–1700 кг/м³.

Водопотребность и сроки схватывания шлакопортландцемента примерно такие же, как у портландцемента.

Попрочностишлакопортландцемент выпускают марок 300, 400 и 500 со значениями пределов прочности на изгиб и сжатие, приведенными в таблице 3.2. Он характеризуется замедленной скоростью твердения в начальный период. В дальнейшем она нарастает и к 6–12 месяцам прочность шлакопортландцемента сравнивается с портландцементом и даже ее превышает. Термообработка при температуре 80–95 °С активизирует твердение шлакопортландцемента. Поэтому его рекомендуют применять при заводском изготовлении изделий.

Тепловыделение шлакопортландцемента при твердении в течение первых 1–3 суток на 15–30 % меньше, чем у портландцемента. Он медленно набирает прочность при пониженных положительных температурах. Поэтому он эффективен в массивных конструкциях и нежелателен при зимнем бетонировании.

Жаростойкостьшлакопортландцемента из-за пониженного содержания в цементном камне гидроксида кальция выше, чем у портландцемента, и составляет 600–800 °С, поэтому его рекомендуют для жаростойких бетонов.

Морозостойкостьшлакопортландцемента ниже, чем у портландцемента. Бетоны на этом цементе выдерживают 50–100 циклов испытаний.

Небольшое количество в цементном камне гидроксида кальция повышает стойкость его в мягких водах. Снижение гидроксида кальция в жидкой фазе твердеющего цемента препятствует образованию эттрингита 3СаО×Al₂O₃×3CaSO₄×(31-32)×H₂O. Поэтому он имеет повышенную стойкость в сульфатных водах.

Шлакопортландцемент – одно из самых распространенных вяжущих. Применение шлака, который не следует обжигать, делает его стоимость на 15–20 % ниже стоимости портландцемента.

Разновидностями шлакопортландцемента являются быстротвердеющий и сульфатостойкий шлакопортландцементы.

Пуццолановый портландцемент – вяжущее вещество, получаемое совместным измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, активной минеральной добавки и гипса. Добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) берется от 20 до 30 %, вулканического происхождения (зол, глиежей) – от 25 до 40 %.

Содержание в клинкере минерала C₃A допускается до 8 %, других – не нормируется. Содержание Al₂O₃ и MgO не должно превышать 5 % каждого.

Добавки оказывают влияние на свойства пуццоланового портландцемента, и он отличается от портландцемента.

Истинная плотность его составляет 2,7–2,9 г/см³, насыпная – 900–1100 кг/м³, что меньше, чем у портландцемента.

Он имеет повышенную нормальную густоту цементного теста до 30–40 %, вследствие чего его расход в бетонах по сравнению с портландцементом увеличивается на 15–20 %.

По прочности пуццолановый портландцемент подразделяется на марки 300 и 400. Рост прочности в начальный период замедленный. При твердении выделяется меньше тепла, чем у портландцемента, поэтому его не следует применять при пониженных температурах и рекомендуется для массивных конструкций. Наиболее интенсивно он набирает прочность при автоклавной обработке.

При длительном хранении на складах пуццолановый портландцемент теряет активность быстрее портландцемента из-за поверхностной гидратации зерен цемента в связи с гигроскопичностью добавок.

Пуццолановые портландцементы с добавками осадочного происхождения имеют пониженную воздухостойкость. Малая влажность среды может привести к образованию усадочных трещин в бетоне. Их не следует применять для бетонов с относительной влажностью воздуха менее 60 % и на открытом воздухе при действии атмосферных факторов.

При эксплуатации во влажной среде гелеобразные составляющие цементного камня набухают. Водонепроницаемость его повышается, поэтому его рекомендуют применять для водонепроницаемых бетонов.

В связи с высокой водопотребностью бетоны на пуццолановых портландцементах имеют пониженную морозостойкость. Они выдерживают всего 25–50 циклов испытаний. Поэтому их не следует применять в гидротехнических сооружениях зоны переменного уровня воды, подверженных воздействию знакопеременных температур, для дорожных бетонов.