Доменные гранулированные шлаки
В настоящее время проблема снижения потребления цемента и энергетических ресурсов в строительной индустрии, а также интенсификация производства бетона и сборного железобетона при сохранении или улучшении проектных свойств в изделиях и конструкциях связаны с использованием некоторых минеральных добавок в чистом виде или в комплексе с химическими. В качестве минеральной добавки и вяжущего вещества для бетона наиболее эффективны доменные гранулированные шлаки, обладающие способностью к самостоятельному гидратационному твердению.
Важным резервом повышения эффективности использования тонкомолотых доменных гранулированных шлаков в производстве бетона и железобетона является применение шлаков с оптимальной дисперсностью, имеющей функциональную зависимость от дисперсности цемента.
Введение в бетон тонкомолотого шлака в количестве 40—60% взамен эквивалентной части цемента позволяет получать бетоны, прочность которых в 1,5—2 раза выше прочности бетонов на промышленно изготовленных цементах. Бетоны с добавкой шлака характеризуются повышенной сульфатостойкостью, удовлетворительной морозостойкостью и рядом других положительных свойств.
Более высокая эффективность использования тонкомолотых доменных гранулированных шлаков в бетонах достигается при их комплексном применении с химическими добавками (суперпластификаторами, пластификаторами и ускорителями твердения).
Такая технология использования тонкомолотого шлака позволяет получать плотные бетоны марок 500-800 с расходом клинкерного компонента в пределах 200 кг/м3, что обусловлено проявлением эффекта упорядочения структуры при твердении многокомпонентных систем с низким водосодержанием.[2]
Бетоны на основе металлургических шлаков
Сегодня все чаще и чаще широко применяются бетоны с использованием металлургических шлаков, что связано прежде всего с их относительно низкой стоимостью (на 20-30% меньше, чем у обычных).
В зависимости от того, какой шлак используется, можно получить различные виды бетонов (по плотности):
на шлаках промышленности плавления стали и цветных металлов — особо тяжелые;
на гранулированных шлаках, отвальном, литом щебнях из шлака — тяжелые;
на шлаковой пемзе — легкие.
Шлаковые бетоны твердеют также как и обычные, однако если их при этом подвергать пропариванию или автоклавной обработке, то их прочность будет выше. Сочетая шлаковые вяжущие и шлаковые заполнители, можно получить бетоны любого класса (любой прочности).
Если в бетоне крупный заполнитель из плотных горных пород заменить шлаковым щебнем (его получают и измельчением плотных металлургических шлаков), то в результате прочность бетона повысится. В случае же использования шлакового песка-отсева увеличивается водопотребность смеси, следствием чего является значительный перерасход цемента. Поэтому этот шлак очень полезен при производстве бетона из смеси с малым водопотребным заполнителем (например, гранулированный шлак).
Скорость твердения шлаковых вяжущих напрямую зависит от температуры. Шлаковые вяжущие (и следовательно, бетоны на их основе) требуют температуру около 100ºC (тогда как для обычного портландцемента предельная температура обработки 80ºC). В случае же автоклавного пропаривания давление составляет около 1 МПа, температура 180-190ºC.
Морозостойкость у таких бетонов, как правило, ниже, чем у обычных (70-100 циклов). Для повышения морозостойкости необходимо вместо пропаривания применять автоклавную технологию твердения. Но в целом, деформационные характеристики этих бетонов позволяют широко их использовать при возведении несущих конструкций.