Для чего используется цемент со шлаком и как сделать раствор?

Что такое шлаковые цементы и где они применяются

Если измельчить и смешать цементный клинкер, гипс и гранулированный шлак в выверенной пропорции — получится гидравлическая вяжущая субстанция — шлаковый портландцемент

При создании данной смеси главное внимание уделяется не столько физической структуре исходного сырья, сколько его химическому составу. Правильно подобранные основные или кислые шлаки обеспечат качественный вяжущий гидравлический эффект и стабильное, полное застывание

Клинкер выступает в роли активизатора твердения шлаков при контакте с водой, благодаря наличию гидрата окиси кальция.

Существует также шлаковый бесклинкерный цемент — в нем отсутствует клинкер, а массовая доля шлака достигает 90%. Он дешевле, но и имеет более ограниченную область применения: к примеру, не подходит для работ с фундаментом.

Процесс производства состоит всего из двух этапов:

1. Высушивание шлака до влажности меньше 1 %. его доля в общем соотношении компонентов не должна выходить за пределы диапазона 20-80 %.
2. Измельчение с клинкером и гипсом в мельнице до состояния гомогенного тонкодисперсного порошка. Параллельно происходит и смешивание, доля гипса не должна превышать 5 %. При изготовлении минерального порошка для асфальтобетона используется такой же метод измельчения.

Портландцемент от шлакопортландцемента отличает отсутствие в смеси гипса. Свое название материал получил от острова Портленд — на нем ведется добыча природного камня, на который очень похож ПЦ, благодаря своему бледному серо-зеленоватому оттенку.

Технология производства

Цемент со шлаком пропорции для бетона может предполагать разные – все зависит от требуемых характеристик и параметров, условий эксплуатации итоговой конструкции. Обычно в составе шлакоцемента есть три компонента: клинкер, гипс и шлак. Но есть шлаковый бесклинкерный цемент, в котором объем шлака может достигать 90%. Такой материал стоит меньше, но сфера применения его достаточно ограничена.

Процесс производства шлакового цемента простой:

• Высушивание шлака до уровня влажности менее 1%. В общем объеме материала его доля может варьироваться в пределах от 20 до 80%.
• Тщательный помол шлака с гипсом и клинкером в мельнице до получения тонкодисперсного гомогенного порошкообразного вещества. Одновременно осуществляется смешивание материалов и доля гипса не должна быть больше 5%.

Класс шлакоцемента определяется видом шлака – он бывает гранулированным, кислым, основным. На прочность влияет не столько физическая структура, сколько химическая формула. Гранулированные шлаки стоят меньше, но нужно помнить, что созданный на их основе раствор будет твердеть дольше обычного и в смесь шлак не стоит вводить в объеме более 50%.

Сферы применения портландцемента со шлаком

Цемент со шлаком применение нашел в самых разных сферах. Часто используют его в строительстве подводных железобетонных конструкций, на которые будет постоянно влиять водная среда. Также материал актуален для создании сухих смесей для производства панелей для стен, других конструкций. Этот тип цемента по характеристикам соответствует портландцементу марки М500.

Шлакобетон ценят за небольшой удельный вес, поэтому часто применяют на серьезных объектах. Таким образом удается существенно снизить нагрузку на конструктивные части и фундамент, сэкономить финансы и время при монтаже плит больших габаритов (за счет пониженной массы).

Основные сферы применения шлакобетона:

• Создание монолитных/сборных элементов в промышленном/частном строительстве
• Создание конструкций с необходимостью ускоренного твердения
• Производство бетонных коммуникационных труб
• Работы по монтажу дорог, где актуально быстрое схватывание раствора
• Строительство мостов, эстакад
• Замес растворов для кладки, оштукатуривания

Когда готовится цемент со шлаком, пропорции для бетона, нужно учитывать одну особенность – несмотря на все положительные свойства материала, через 3-4 десятка лет качество монолита резко снижается. Об этом моменте нужно помнить и вовремя принимать меры по предупреждению деформации конструкций/зданий.

Выбор сырья и особенности хранения

Производство шлакоцемента регулируют ГОСТы 10178-85 и 31108-2003: первый определяет марку прочности, второй – класс. При выборе материала ориентироваться лучше всего на лабораторный анализ.

Обращают внимание на пропорцию химических элементов:

• В составе доменного шлака должны быть 4 оксида: CaO, SiO2, Al2O3, MgO в общей пропорции 9:1.
• Объем оксида серы SO3 – максимум 3.5%
• В клинкере должны быть: MnO в объеме не больше 3%, также C3A и C3S

Прочность шлакоцемента гарантируется очень мелким помолом, который в ответе за быстрое твердение и высокую прочность. Именно тонкость помола влияет на активность. Если нужно получить высококачественное вяжущее (для фундамента, к примеру) лучше применять сепараторный либо двухступенчатый помол.

В смесь для приготовления шлакобетона добавляют далеко не любое сырье. Основное требование к шлаку – отсутствие в его составе оксидов химических соединений, способных плохо повлиять на свойства материала. Обязательное требование: шлак должен быть чистым, без любого рода примесей (земли, глины, золы и т.д.). Как правило, в цемент идут шлаки металлургической/топливной промышленности.

Большое значение для чистоты и прочности шлака имеет правильное хранение: шлак перемещают минимум 3 раза в местах хранения, избавляясь от примесей серы и известей. Материал пригоден для производства, пока в нем сохранена кристаллическая структура и отсутствуют признаки распада, появляющиеся под воздействием находящихся в атмосфере газов и влаги в процессе перехода одних соединений в другие. Эти соединения имеют большой объем, ввиду чего при переходе разрушаются и растрескиваются куски шлака.

Класс шлакобетона зависит от величины зерен шлака – они могут варьироваться в диапазоне 5-40 миллиметров. Для получения смеси песок берут фракции максимум 5 миллиметров. Шлаковый песок повышает многие показатели бетона, в том числе прочность и плотность. Из шлакового щебня производят легкий бетон, с прекрасными показателями теплоизоляции, но низкий прочностью.

Как правильно развести?

Процесс приготовления цементных растворов предполагает смешивание всех компонентов в определенной последовательности. Описать подобную процедуру можно несколькими последовательными шагами.

В первую очередь нужно определиться с типом раствора, который нужен

При этом обращают внимание на прочность результирующей смеси. Если важен этот показатель, следует провести дополнительный расчет всех составляющих

Особое внимание следует обращать на нормы или стандарты.

На данном этапе смешивают сухие компоненты, объем которых измеряется в 1 м³ или других подобных единицах. Перед тем как замесить раствор, следует тщательно перемешать песок и цемент, чтобы получить равномерную смесь

Поэтому так важно использовать сухие вещества.
Когда подготовка прошла успешно, можно разводить смесь. Для этого постепенно в нее добавляют воду и тщательно смешивают все компоненты

Лучше всего использовать бетономешалки или другие механические приспособления. Консистенция раствора регулируется с помощью жидкости.

Как развести цемент с песком

Начинающие застройщики, не имеющие практического опыта выполнения строительных мероприятий, при попытке развести цемент сталкиваются с проблемами. Состав получается слишком густым или, наоборот, очень текучим. А после застывания он растрескивается, не набирает требуемой прочности. При кажущейся простоте задачи, не все знают, как разводить цемент М500, а также другие марки портландцемента. Начнем с азов.

Как развести правильно цемент с песком, готовя цементно-песчаный раствор? Строители часто используют следующие методы разведения портландцемента:

• первый способ предусматривает заливку воды в емкость для перемешивания с последующим добавлением песка и цемента. Ингредиенты песчано-цементной смеси тщательно перемешиваются с добавлением, при необходимости, небольшого количества воды;
• второй метод базируется на другом принципе. Вначале засыпаются в емкость сыпучие компоненты смеси – портландцемент и песок. Затем они равномерно смешиваются. Подготовленная цементно-песчаная смесь разбавляется водой до пластичного состояния.

Не все знают, как разводить цемент в процессе приготовления цементного раствора или бетона

Независимо от технологии приготовления, ингредиенты предварительно просеивают для удаления инородных включений и крупных частиц. Соблюдение соотношений вводимых ингредиентов и качество наполнителей влияют на эксплуатационные свойства готового состава. Главные требования технологии приготовления – выдерживание пропорций, однородное перемешивание и пластичная консистенция раствора, особенно если использовались добавки

Их важно равномерно распределить во всем объеме раствора

Технология приготовления бетонной смеси предусматривает соблюдение последовательности операций:

1. Взвешивание ингредиентов согласно рецептуре.
2. Смешивание просеянного песка с портландцементом.
3. Добавление в смесь среднефракционной щебенки.
4. Заливку в воды и перемешивание смеси до однородного состояния.

При самостоятельном приготовлении бетонного раствора или цементной смеси для выполнения строительных работ, важно понимать, как разводить раствор. Цементный раствор включает в свой состав 3 основных компонента: воду, песок, цемент

Цементный раствор включает в свой состав 3 основных компонента: воду, песок, цемент

Достоинства и недостатки

Бетон без щебня содержит другие фракции, по размеру сравнимые с фракцией щебня (например, керамзит). В простейшем случае это цементно-песчаный раствор, в который не добавляется ничего, кроме воды. В современный бетон добавляют некоторые присадки, играющие роль улучшителей, повышающих его эксплуатационные параметры. К достоинствам бетона без щебня относят дешевизну и доступность, лёгкость приготовления и использования, износостойкость, устойчивость к значительным перепадам температур до десятков градусов в сутки.

Недостаток заключается в том, что прочность бетона без щебня значительно уступает обычному бетону, содержащему цельный гравий или дроблёные скальные породы.

Что это такое и как производят

Гранулированный доменный шлак получается как отход в процессе выплавки черного металла. Ему присущи свойства, которые относятся и к общестроительному портландцементу, но есть и отличия. В виде тонко измельченного продукта он активен в проявлении вяжущих свойств, взаимодействуя с водой, а еще с продуктами гидратации минералов клинкерного типа (тех самых, что входят в состав простого портландцемента).

Компоненты цемента со шлаком – это:

• клинкер – в нем не более 6% магния;
• шлак – до 80%, оптимальное количество этого компонента зависит от того, какие требования выдвигаются к вяжущему продукту;
• гипс – как природный чистый, так и с содержанием фосфора, фтора и бора, не больше 5% гипса должно приходиться на всю массу.

Цемент со шлаком считается вяжущим веществом, применение которого не ограничивается каким-то одним направлением. На вопрос, почему в принципе в цемент добавляют шлак, можно ответить так: бетонный раствор, включающий цемент и шлак, обладает невысокой себестоимостью. И если сравнивать цену бетонного раствора на базе стандартного портландцемента с цементом со шлаком, второй будет финансово выгоднее. То есть не лучше в принципе, а выгоднее при почти равных характеристиках.

К слову, о характеристиках. Смесь шлака и цемента еще и тем хороша, что температура тепловыделения в ней будет относительно низкой.

А также этот продукт:

• имеет повышенную стойкость к влиянию вод (сульфатных и пресных);
• отличается повышенной жаростойкостью;
• имеет высокую морозостойкость (с условием использования технологии пропаривания ЖБИ).

В целом вывод таков: в выборе материалов решает стандартное экономическое обоснование.

Материал получают из портландцементного клинкера, шлака, глины и известняка. Дело в том, что при производстве цемента важен именно химсостав материала, а не его физическая структура

Потому выбирать исходник приходится с большим вниманием. Производя данный цемент, использовать можно и основной, и кислый доменный шлак

Но есть еще одна причина использования гранулированного шлака: сам процесс производства конечного продукта с негранулированным шлаком существенно усложняется. А вот те шлаки, что добавляются в продукт после обжига, гранулированы в обязательном порядке.

Как показала практика, цемент в слиянии со шлаком означает получение материала прочного, довольно надежного, не очень долговечного, но для многих целей вполне убедительного. Вот почему так активно этот продукт используется в многоэтажном строительстве. С его помощью делают плиты и армопояса, сооружения подводные и околоводные, он же помогает в теплоизоляции, при литье некоторых изделий в строительстве. То есть совершенно разных строительных целей можно достичь, используя этот продукт: с высокой эффективностью, экономической обоснованностью и большими возможностями.

3 причины использовать добавки для цемента

Добавление в строительную смесь специальных веществ позволяет изменить или улучшить свойства материала, а именно:

1. Сделать раствор более прочным, что особенно актуально при возведении высоконагруженных конструкций.
2. Облегчить укладку смеси, благодаря чему сокращаются финансовые, временные и трудовые затраты.
3. Повысить эксплуатационный срок службы раствора, что является экономически выгодным решением.

В зависимости от выбранной добавки можно придать смеси пластичности, замедлить или ускорить время схватывания, повысить степень водонепроницаемости, улучшить морозостойкость, уменьшить усадку и т.д.

Соотношение песка и цемента

Если вы выбираете цемент уже готовой марки, то нужно помнить некоторые сведения:

• Тип раствора определяется нагрузкой на будущий фундамент.
• Марка свидетельствует о степени прочности твёрдого состава при сжатии. Чем больше цифра в наименовании состава, тем выше его прочность и стоимость.
• Для отделочных и подготовительных работ без большой нагрузки на поверхность можно использовать цемент марки 100. Однако для наиболее крепких сооружений необходимо выбирать марку 300-500.
• Соотношение песчаного, бетонного и щебневого компонентов должно находиться в пропорции 1: 3: 5.

Для кирпичной кладки

Для работ с таким материалом подойдет самый распространенный вариант пропорций, для которого необходимо взять 1 часть цемента и 3 части песка. Выбирайте песок с частицами среднего размера.

В процессе приготовления смеси сначала необходимо смешать сухие составляющие до однородной массы, затем развести ее водой

Важно, чтобы воды была чистая и холодная – не выше 15 градусов

Теперь рассмотрим другие варианты соотношения компонентов цементной смеси для кирпичной кладки с применением различных добавок:

• Цемент марки 500 с песком – 1 часть цемента на 3 части песка, для марки 400 – 1 к 2,5.
• Цемент с добавлением извести – 1 часть цемента марки 300,400 или 500 к 2,5-4 частям песка и 1,3-2 частям извести.

Вода добавляется в объеме 8/10 на 1 часть смеси цемента и песка. Для 1 части продукта марки 100 необходимо 1/2-7/10 частей воды.

Для бетона

Чтобы определить подходящую марку цемента для работ с бетоном, также стоит ориентироваться на условия эксплуатации. В состав раствора для такого материала входит не только цемент, песок и вода, но еще щебень, гравий и другие элементы. Соотношение количества компонентов зависит от конечной цели.

Чаще всего пропорции бывают такими: на 1 часть цемента берется 4 части щебня, 2 части песка, 1/2 части воды.

Для штукатурки и стяжки

Цементная смесь для таких работ должна состоять из разведенного цемента и песка в соотношении 1: 5

При заливке и стяжке пола очень важно, чтобы состав был максимально прочным и устойчивым к внешним нагрузкам. Минимальный показатель прочности для такого состава – 10 Мпа

Поэтому оптимальной маркой бетона здесь будет М150.

Такой материал имеет показатель прочности 12,8 МПА, что соответствует предъявленным требованиям. Также при выборе состава цементного раствора следует учитывать следующие параметры:

• наличие каких-либо коммуникаций и возможность их сокрытия;
• необходимость выравнивания или изменения высоты поверхности.

Для каждой марки бетона, используемой в растворах при стяжке пола, есть свои требования к пропорциям песка и цемента:

• М100 – 1 к 3;
• М150 – 1 к 2;
• М200 – равные части;
• М150 – 1 к 3;
• М300 – равные части;
• М400 – 1 к 2.

Для фундамента

В состав строительной смеси для сооружения фундамента входит не только вода, песок и цемент, но и щебень. Компоненты необходимо брать в таком соотношении: 1 часть цемента, по 2 части щебня и песка. Если вам необходимо подготовить более прочную конструкцию, то можно увеличить количество добавляемого щебня. А для повышения эластичности следует замесить раствор с большим содержанием глины.

Отнеситесь к вопросу выбора пропорций цемента для конкретных целей с особой внимательностью, поскольку неправильное соотношение компонентов может привести к ухудшению качеств конструкции. А этого нельзя допускать, особенно если речь идет о фундаменте здания или конструкциях с несущей функцией.

Область применения цемента

Для лучшего понимая вопроса как правильно разводить цемент, следует указать основные способы использования этого уникального и незаменимого строительного материала:

• Производство тяжелых и других видов бетона.
• Приготовление кладочных растворов.
• Приготовление штукатурных растворов разных видов.
• Изготовление материала для создания скульптур, вазонов, кашпо и других декоративных изделий из бетона.
• Производство тротуарной плитки, бордюров и брусчатки.

Если говорить в общем, применение цемента можно разделить на два основных вида:

• Связующее для бетонов различных типов и назначения.
• Связующее для растворов различных типов и назначения.

Далее мы рассмотрим различные форматы и нюансы использования универсального «связующего».

Что делать, если состав в мешке затвердел

Если цемент затвердел, не стоит спешить замешивать из него раствор. Сначала необходимо понять, будет ли он пригоден для приготовления бетона, не скажется ли его использование на прочности, надежности, долговечности элемента, конструкции, здания.

Почему твердеет цемент

Цемент твердеет в основном из-за попадания в порошок влаги. Ведь главным условием схватывания и застывания цемента является прохождение химический реакции гидратации. Вода и цемент взаимодействуют, образовывают кристаллогидраты, потом проходит две стадии: схватывание и твердение смеси. Между элементами формируются пространственные связи, после разрушения которых цемент уже не придет в первоначальный вид.

Цементная смесь: типы, марка для фундамента

Чтобы сделать качественный и эффективный раствор цемента, надо знать оптимальное соотношение пропорций всех компонентов, консистенцию, состав, последовательность работ. Для удобства покупателей на современном строительном рынке представлено несколько марок уже готового цемента, которые имеют разное назначение.

Марки бетона и сферы его использования:

• М100 – 150 незаменим в процессе возведения неответственных сооружений, которые не подразумевают несущих нагрузок. Смесь такой марки обычно выбирается для создания тротуаров.
• М200 – 250 разработан для применения в качестве дорожного покрытия, на которое тоже не приходится чрезмерных нагрузок. А также состав используется для подготовки ж/б поясов и перекрытий.

• М300 – 350 – это более универсальная марка цементной смеси, которая подходит для возведения фундаментов, плит перекрытия, тротуаров, лестничных клеток. Также с ее помощью создается дорожное покрытие с высокими нагрузками в кубе.
• М400 – 450 – смесь, которая дает одно из самых крепких и долговечных покрытий. Ее используются для сооружения высокопрочных плит перекрытия, несущих конструкции и фундамента. Также она нужна для создания напольного покрытия в помещениях, где на пол приходится сильная нагрузка.
• М500 – на сегодняшний день это наиболее прочный тип цементного раствора. Он не теряет своих характеристик даже в самых суровых эксплуатационных условиях. Поэтому его используют в тех случаях, когда покрытие должно быть максимально качественным и надежным.

Хранение

Способов и вариантов хранения сухого цемента несколько:

В домашних условиях. Отнюдь не самый надёжный способ сохранить материал пригодным для строительства и ремонта. Распространенная ошибка – думать, что в тёплом жилом помещении для цемента достаточно сухо и он не нуждается в дополнительной защите. Особенно это касается крафтовой упаковки. Даже в доме может быть слишком большая влажность воздуха, отчего цемент теряет часть своих характеристик. А если на него попадает вода, то он уже в упаковке начинает комковаться. Также на его эксплуатационное состояние влияет взаимодействие с кислородом. Это катализатор для многих элементов. Его воздействие на цемент также снижает качественные характеристики.

• На улице. Здесь все опасности очевидны: воздействие факторов внешней среды способно испортить материал меньше чем за полгода. Конечно, он не перестанет становиться вязкой субстанцией при добавлении воды, если только не закаменеет весь мешок, но плохие условия хранения сказываются на главном качестве материала – его активности. Это фактические его скрепляющие свойства и соответствие марке. Испорченный цемент в лучшем случае потеряет 10-15%, и вместо М300 будет вести себя в работе как малопригодный М200.
• Весной-летом. В тёплое время года для цемента представляет угрозу повышенная влажность, воздействие ультрафиолета от прямого попадания солнечных лучей, риск возникновения парникового эффекта под полиэтиленом.

• Зимой-осенью есть риск попадания осадков, а для некоторых смесей вредны сильные морозы и перепады температур. Еще до превращения в жидкий раствор цемент уже теряет свои полезные качества.
• В мешках (бумажных или пропиленовых). И бумага, и полипропилен способны пропускать внутрь себя влагу, поэтому любая тара нуждается в дополнительной защите.
• Навалом. Самый проблематичный для долгого хранения вариант. Цемент навалом – это сухой порошок, который доставляют до покупателя в герметичных контейнерах, а потом просто высыпают в одну кучу без какой-либо тары для хранения. К нему нужен особый подход, а лучше и вовсе заказывать такой цемент непосредственно перед началом строительства или ремонта.

Примерный срок годности цемента при благоприятных условиях – 1,5-2 года

Чтобы он не утратил свои важные качества при разных способах хранения, важно соблюдать рекомендации профессионалов. Цемент желательно приобретать непосредственно перед использованием в том количестве, которое уйдет за несколько применений

Если по каким-то причинам строительные работы оказались прерваны, а цемент остался в небольшом объёме, его можно хранить дома. Подходящее помещение должно быть сухим, удалённым от помещений, где постоянно используется вода (не балкон или лоджия, не подвал), и проветриваемым. Время от времени мешки нужно переворачивать, чтобы цемент не слёживался. Непрочную упаковку можно защитить плотными мешками для строительного мусора (из ПВХ-плёнки). Пересыпать не желательно, если срок хранения превышает 6 месяцев, поскольку на открытом воздухе происходят химические реакции. Температура в помещении не должна превышать 20-25 градусов, чтобы не возникало парникового эффекта внутри упаковки. Конденсат тоже способен испортить материал.

Большой запас материала трудно разместить в жилом помещении, его придётся вынести на улицу.

Чтобы защитить его от сырости, нужно:

• выбрать максимально сухое место;
• застелить основание (грунта, пола) ПВХ-плёнкой в один слой, чтобы вещество не впитывало влагу из почвы;
• сверху установить деревянные поддоны. Поддоны желательно обработать грунтовкой и лаком или краской, поскольку древесина тоже отличается хорошей впитываемостью. В будущем они ещё не раз пригодятся в хозяйстве;

• каждый мешок перемотать пищевой рулонной плёнкой;
• поместить в особо прочные пакеты для мусора на 120 литров, запечатать сверху монтажным скотчем;
• утеплить старой одеждой, сеном или опилками;
• поместить под навес или в хозяйственную постройку. В таком виде цемент сохранится на несколько сезонов без потерь своих свойств.

Цемент навалом хранится в так называемых цементных ямах. Их организация займет много времени и сил. Необходимо вырыть глубокую яму, армировать её стенки, чтобы не осыпались, позаботиться о нескольких слоях гидроизоляции и качественной теплоизоляции, организовать навес. Минеральная вата, фольгированные листы и ПВХ-плёнка для этих целей обойдутся не дешевле новой партии цемента, поэтому рассыпной стройматериал не приобретают заранее.