Главная
В настоящее время ГОСТами регламентированы выпуск и применение следующих вяжущих веществ с использованием шлаков и зол.
1. Шлакопортландцементы, получаемые помолом портландцементного клинкера и доменных гранулированных шлаков с добавкой 3—6% двуводного гипса. Содержание гранулированного шлака в них допускается в широких пределах 30—60%.
Этот клинкерный цемент марок 300—500 (при испытании по ГОСТ 310—60) уже давно выпускается в СССР в количестве около 25% общего выпуска цементов.
2. Известково-шлаковый цемент получается при совместном помоле гранулированных доменных шлаков с гашеной и негашеной известью и 3—5% двуводного гипса. Обычно применяемое соотношение компонентов по весу: гранулированный шлак 75—85%, известь 10—20%, гипс 5%.
По ГОСТ и СНиП I-B.2-62 для данного цемента установлены марки 50, 100, 150, 200.
Этот бесклинкерный цемент в ограниченном количестве выпускается на помольных установках и используется преимущественно для изготовления кладочных и штукатурных растворов и отчасти для изготовления стеновых легкобетонных камней, блоков и панелей.
3. Гипсо-шлаковый и сульфатно-шлаковый цементы получаются при совместном помоле гранулированных доменных шлаков (80—85%) с двуводным гипсом или ангидритом (10—15%) и портландцементом (3—5%). Иногда портландцемент заменяется известью (2—3%). По СНиП I-B.2-62 на этот цемент установлены марки 300 и 400.
4. Шлаковый бесклинкерный цемент получается при совместном помоле гранулированных шлаков (85%), ангидрита (7—8%) и каустического доломита (5—7%). Свойства этого цемента регламентируются тем же ГОСТ 2543—44.
Необходимо подчеркнуть, что все перечисленные цементы основаны на использовании лишь доменных гранулированных шлаков.
5. Известково-зольный цемент (ГОСТ 2544—44) получается при совместном помоле золы от сжигания твердых видов топлива в пылевидном состоянии (65—80%) совместно с гашеной или негашеной известью (15—30%) и двуводным гипсом (до 5%). По ГОСТу это вяжущее характеризуется марками 25, 50, 100 и 150.
Известково-зольный цемент используется в строительстве в ограниченном количестве, преимущественно в кладочных и штукатурных растворах низких марок (5—15).
Известково-зольный цемент при его низкой активности характеризуется еще двумя отрицательными свойствами, значительно ограничивающими области и масштабы его применения, — недостаточными морозостойкостью и воздухостойкостью. Однако современные исследования показывают, что морозостойкость и воздухостойкость этого вяжущего резко улучшаются при введении в его состав до 40—50% извести или же при изготовлении его с добавкой 20—25% портландцемента (от веса вяжущего). Введение такого количества портландцемента одновременно значительно повышает марку известково-зольного цемента и делает его пригодным для использования во многих конструкциях жилищно-гражданского и сельскохозяйственного строительства.
Таким образом, марки известково-шлакового и, особенно, зольного цемента характеризуются относительно низкими величинами, казалось бы, исключающими их использование в бетонах марок 100—200 и более.
Следует подчеркнуть, что определение марок бесклинкерных цементов по ГОСТам осуществляется на образцах, изготовленных стандартным трамбованием растворов 1:3 (цемент песок по весу), при твердении их во влажной среде при температуре около 20° С. Между тем современное заводское производство строительных изделий и деталей, как правило, базируется на водотепловой обработке их с помощью пара при температуре до 90—100° C (в камерах) или при 170—200° С (в автоклавах) и, наконец, с помощью электропрогрева.
Применительно к шлаковым и зольным цементам это обстоятельство имеет решающее значение, так как в условиях водотепловой обработки активность их резко возрастает. Последнее обусловливается их химическим и петрографическим составом, в частности, содержанием в- и у-модификаций двухкальциевого силиката и различных алюмосиликатов, скорость гидратации которых резко интенсифицируется с увеличением температуры термообработки.
Многочисленные опыты показывают, что активность шлаковых и зольных цементов при водотепловой обработке при 90—100° C возрастает в 2—3 раза, а при автоклавной обработке под давлением 8—15 ат — в 3—4 раза. На основе шлаковых и зольных цементов (при расходе их в среднем 350—400 кг/м3) можно получать изделия из умеренно жестких бетонов марок 100—200 и более при термообработке паром в камерах в течение 8—12 ч и марок 200—500 при запаривании в автоклавах; можно изготовлять не только легкобетонные изделия, но и изделия из ячеистых бетонов с объемным весом 400—500 и 800—1000 кг/м3 при прочности их соответственно 6—10 и 40—80 кГ/см2 (в условиях пропаривания), а при автоклавной обработке соответственно от 10—20 до 60—100 кГ/см2 и более.
В настоящее время при огромном развитии индустриальной базы шлакозольные цементы должны получить широкое использование для изготовления неармированных и армированных изделий и деталей из тяжелых, в частности мелкозернистых, бетонов, а также из легких ячеистых бетонов.
Выбор способа термообработки должен определяться следующими основными факторами:
1) активностью шлакового или зольного цемента в условиях термообработки при 95—100 и 170—200° С;
2) видом и свойствами необходимых изделий (вид и марка бетона, требования в отношении долговечности и др.).
Из сказанного вытекает также, что марки шлаковых и зольных цементов должны определяться соответственно условиям их применения.
Для автоклавного производства высококачественных изделий пригодны шлаковые вяжущие, изготовленные из медленно охлажденных доменных шлаков, а также мартеновских, ваграночных, никелевых, меднолитейных и гранулированных топливных шлаков.
В качестве ценного сырья для изготовления зольных вяжущих применяются золы от сжигания сланцев и торфа, содержащие в своем составе значительное количество окиси кальция в свободном виде и в виде гидратирующихся силикатов, алюминатов и ферритов.
Стоимость шлаковых и зольных цементов в настоящее время колеблется в значительных пределах (6—8 руб/т), что зачастую обусловливается небольшим масштабом и примитивностью производства.
По проекту помольной установки мощностью в 300 тыс. т в год, выполненному киевским Гипростромом, себестоимость шлакового цемента исчислена в 3,11 руб./т. Таким образом на надлежаще организованных крупных предприятиях мощностью 200—400 тыс. т в год себестоимость продукции не превысит 3—5 руб./т, а капиталовложения окажутся в пределах 4—5 руб./т годовой производительности.
При широком использовании шлаковых и зольных цементов для изготовления кладочных и штукатурных растворов марок 10—50 (в ряде случаев и выше), а также для производства разнообразных изделий и деталей для жилищно-гражданского, сельскохозяйственного и отчасти промышленного строительства, рентабельный радиус перевозок рассматриваемых вяжущих может значительно возрасти (до 300—400 км). Это создает предпосылки к организации помольных установок значительной мощности — 200—400 тыс. г в год.
Рациональное использование шлаковых и зольных отходов выгодно еще и потому, что на их удаление с территории металлургических предприятий и электростанций затрачиваются значительные материальные и трудовые ресурсы, а стоимость транспортирования в отвалы достигает 0,3—0,5 руб./т. При получении из этих отходов ценных для строительства материалов и изделий все указанные затраты частью отпадут, частью же войдут в стоимость полезной продукции.
