Что это такое; цемент со шлаком, его применение, пропорции для бетона

Что это такое — цемент со шлаком, его применение, пропорции для бетона

Цемент со шлаком – строительный материал, применяемый во многих сферах для возведения наземных/подземных, подводных сооружений. Это вяжущий гидравлический компонент, производимый посредством измельчения цементного клинкера, шлака в гранулах (20-80%, но оптимально 50%) и гипса (максимум 5%).

На протяжении достаточно длительного времени в сфере строительства гранулированный шлак считали отходом, но потом начали применять шлаковые бетоны, оценив их долговечность и легкость. Материалы вторичного производства, так называемые отходы работы металлургической промышленности, с добавлением глины, гипса, смешанные с цементом, придают конструкции повышенную прочность.

Шлаковый цемент нашел широкое применение в сооружении железобетонных объектов, где установлены высокие показатели стойкости к воздействию агрессивных химических веществ. Эти бетонные смеси актуальны для монтажа монолитных построек. Так, в случае применения обычного цемента в больших конструкциях выделяется значительный объем тепла, который в процессе быстрого охлаждения может стать причиной появления деформаций и трещин. При использовании шлакобетона такой проблемы не возникает.

Самый распространенный цемент со шлаком – это созданный на соединении щелочного металла и гидросиликата Calcium, в тандеме с гидроилюмосиликатом и мелким металлургическим шлаком. Выполненные из данного материала конструкции дают минимальную пористость. Благодаря высокому качеству гидропоглощение минимально, а стойкость к низким температурам максимальная. Уже через сутки материал набирает около 30% прочности по нормативу.

Определение

Заполнители представляют собой натуральные или искусственные вещества, гранулометрический состав которых строго определенный. Их добавляют в бетонную смесь в требуемом соотношении к остальным компонентам. Большее или меньшее количество и тип наполнителя определяют марки бетона, а также свойства готового изделия.

Принцип действия заполнителя: зерна определенной фракции скрепляются с цементом, преобразуясь в прочное камневидное тело.

Содержание наполнителя в бетоне может достигать 80%. Это позволяет снизить расход цемента, песка и более дорогостоящих добавок без потери необходимых свойств.

Достоинства и недостатки возведения бани из блоков

Начнем с сильных сторон и преимуществ использования такого материала, относительно классического и общепризнанного сырья — древесины:

• Блоки из минерального сырья абсолютно не горючи. В условиях банного строительства это немаловажное приобретение;
• При соблюдении технологии производства и монтажа они не склонны к усадке, кручению, изменению первоначальных линейных размеров;
• Обладают высокими показателями прочности, как статической, так и динамической;
• Не поражаются насекомыми вредителями и микроорганизмами и, как следствие не требуют дорогостоящих мероприятий по защитной обработке;
• Срок службы строения из минеральных блоков очень продолжителен;
• Монтаж блоков более удобен, нежели возведение конструкций из длинномерного деревянного габарита.

В то же время и дерево имеет ряд неоспоримых преимуществ перед своим конкурентом:

• Деревянное строение является олицетворением классической бани и само по себе является украшением и изюминкой приусадебного либо дачного участка;
• Деревянные стены и потолок в значительно меньшей степени подвержены воздействию точки росы и образованию конденсата. Исходя из этого, деревянные конструкции требуют меньших усилий по обеспечению их теплоизоляции;
• Деревянные поверхности более лояльны к проявлениям воздушной диффузии. Минеральные блоки, особенно, выполненные из ячеистых бетонов очень чувствительны к поглощению атмосферной влаги и водяного пара из воздуха, поэтому мероприятия по гидроизоляции блочных конструкций должны числиться в разряде приоритетных;
• Профилактический и терапевтический эффект бани, возведенной из деревянного массива несравним с остальными, в отделке которых дерево применяется, но в значительно меньших объемах.

Использование щебня в дорожном строительстве

Щебень является одним из основных материалов для дорожного строительства. Он используется практически на всех стадиях строительства, реконструкции и ремонта дорожных покрытий. Наиболее важными для дорожно-строительной отрасли параметрами щебня являются: зерновой состав, прочность и форма зерен щебня. От качества щебня в значительной мере зависят характеристики готовых дорожных покрытий (ровность, коэффициент сцепления, долговечность, сдвигоустойчивость, трещиностойкость и др.).

Щебень, применяемый в дорожно-строительной отрасли, условно можно разделить на три группы:

• для устройства дорожных оснований (используются преимущественно осадочные скальные и рыхлые горные породы с крупностью фракций 5(3)–10(15), 10–20, 20–40, 40–70, 5–20, 5–40);
• для устройства нижних асфальтированных слоев дорожного покрытия (метаморфические и магматические горные породы с крупностью фракций 5–10 мм, 10–20 мм и 20–40 мм);
• для устройства верхних асфальтируемых слоев дорожного покрытия, в том числе из щебеночно-мастичного асфальта и литых асфальтобетонных смесей (магматические и частично метаморфические горные породы крупностью щебня от 5 до 20 мм с содержанием зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы до 15 %).

Стандартизация и сертификация щебня

До 1999 года в Украине действовало несколько ГОСТов на щебень: ГОСТ 8267-82 «Щебень из природного камня для строительных работ. Технические условия», ГОСТ 10260-82 «Щебень из гравия для строительных работ. Технические условия» и ГОСТ 23254-78 «Щебень для строительных работ из попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий. Технические условия». На смену этим стандартам пришел государственный стандарт Украины разработанный техническим комитетом по стандартизации «Строительные материалы», утвержденный и введенный в действие с 01.01.1999 г. приказом Госстроя Украины (Государственным комитетом строительства, архитектуры и жилищной политики) от 25.08.1998 г. №185 — ДСТУ Б В.2.7-75-98 «Строительные материалы. Щебень и гравий плотные природные для строительных материалов, изделий, конструкций и работ. Технические условия» и ДСТУ Б В.2.7-35-95 «Строительные материалы. Щебень, песок и щебеночно-песчаная смесь из доменных и сталеплавильных шлаков для общестроительных работ. Общие технические условия».

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

1. Главная
2. Строительство
3. Кирпичная и бутовая кладка
4. Искусственные каменные материалы

Кроме растворов и бетонов, описанных выше, в строительстве широко применяются и другие искусственные каменные материалы, которые в зависимости от способа их получения могут быть подразделены на следующие основные группы:

• обжиговые материалы, получаемые из глин и некоторых других видов сырья путем обжига;
• автоклавные материалы, получение которых основано на свойстве кремнезема (кварцевого песка) вступать при повышенных температуре и давлении (в автоклавах) в химическую реакцию с известью;
• материалы, изготовляемые на основе воздушных и гидравлических вяжущих (цементные и гипсовые), и в том числе из бетона различных видов;
• плавленые материалы, изготовляемые путем плавления сырья с последующим получением изделий отливкой в формы или другими способами.

Обжиговые материалы

Среди обжиговых материалов первое место занимают керамические — материалы, получаемые обжиганием глин.

Кирпич глиняный обыкновенный (красный кирпич) — один из самых древних строительных материалов, изготовляемый в России повсеместно, имеет стандартные размеры 250Х 120X65 мм. Такие размеры установлены исходя из условия, чтобы по форме и весу было бы удобно брать кирпич одной рукой; вес 1 шт. кирпича таких размеров — 3—4 кг.

Прочность кирпича оценивается марками. Для оплошного кирпича стандартом установлены марки 75, 100, 150 и 200; наиболее ходовыми являются марки 75 и 100.

Кроме прочности кирпич должен иметь марку морозостойкости не ниже Мрз15.

В целях снижения объемного веса и как следствие — толщины стен изготовляют так называемый эффективный кирпич различных видов: пустотелый, семищелевой, дырчатый, в которых снижение объемного веса достигается устройством организованных пустот (без изменения объемного веса самого материала кирпича); к эффективному относится также легковесный (сплошной) кирпич, в котором сам материал имеет (за счет пор) меньший объемный вес.

Уменьшение объемного веса кирпича позволило несколько увеличить его размеры (с сохранением веса 1 шт.), одновременно приблизив их к модульным: при высоте кирпича 88 мм толщина одного ряда кладки с учетом шва толщиной 12 мм равна 100 мм.

Различные виды эффективного кирпича имеют марки 50, 75, 100 125 и 150.

Укрупненным вариантом кирпича являются керамические пустотелые стеновые камни модульного размера по высоте (138 + 12 = 150 мм)

Для облицовки фасадов, выполняемой одновременно с кладкой, выпускается лицевой кирпич и лицевые керамические пустотелые камни, отличающиеся более точными размерами и более чистой поверхностью. В городском строительстве широко распространены светлый лицевой кирпич и камни (кремового цвета), изготовляемые из белых глин.

Во всех видах кирпича и керамических камней сквозные пустоты делают шириной (диаметром) не более 15 мм во избежание затекания в них раствора при кладке стен. Пустоты большей ширины делают несквозные.

Несмотря на широкое распространение других видов стеновых материалов, кирпич (различных видов) занимает в настоящее время в общем их объеме около 75%, хотя в промышленном строительстве кирпич все больше вытесняется стеновыми панелями.

Для кладки и футеровки дымовых труб выпускается лекальный (клиновидный) кирпич.

Для полов изготовляют (из тугоплавких глин) специальный сильно обожженный кирпич — клинкер, имеющий размеры 220X110X65 мм и отличающийся от обычного кирпича более высокой прочностью (до 1000 кг/см2), морозостойкостью и сопротивлением истиранию, а также кислотоупорный кирпич.

Керамические плитки для полов изготовляются разных расцветок и различной формы (квадратные, прямоугольные, шестигранные, восьмигранные и др.) и толщиной 10 и 13 мм. Специальные кислотостойкие керамические плитки имеют толщину до 50 мм.

Плитки для облицовки стен имеют меньшую толщину (не более 6 мм) и изготовляются с глазурованной поверхностью.

Керамические канализационные трубы (диаметром до 600 мм) покрываются с наружной и внутренней стороны слоем химически стойкой глазури (оплавляющейся при обжиге), что обеспечивает высокую коррозионную стойкость и как следствие долговечность труб в тяжелых условиях эксплуатации, обусловленных систематическим воздействием агрессивных сточных вод.

Керамзитовый гравий изготовляется специально для использования в качестве легкого искусственного заполнителя в керамзитобетоне. Керамзитовый гравий представляет собой окатыши крупностью от 5 до 40 мм, получаемые обжигом легкоплавких глин во вращающихся печах. Вспучивание материала при обжиге обусловливает малый объемный вес керамзита (γ = 250-600 кг/м3).

К обжиговым материалам относятся также теплоизоляционные трепельные материалы (кирпичи, скорлупы, сегменты) , изготовляемые из природного трепела с выгорающими добавками путем формовки и обжига.

Особую группу обжиговых материалов образуют огнеупорные изделия, которые применяются для огнеупорной кладки различных металлургических агрегатов — коксовых батарей, доменных печей, воздухонагревателей, мартеновских печей, нагревательных печей, плавильных ванн и прочих, и поэтому в равной степени могут быть отнесены как к строительным материалам, так и к материалам металлургического производства.

Автоклавные материалы

Наиболее массовым из материалов этого вида является силикатный кирпич, изготовляемый из смеси кварцевого песка (92—95%) и негашеной извести (8—5%). Смесь формуется под давлением до 200 кг/см2 с последующим твердением в автоклавах при температуре 175°С и давлении 8 ати. Кирпич имеет светло-серый цвет и одинаковые с глиняным размеры и марки. Применяется наравне с глиняным для кладки стен, но не допускается для элементов зданий, работающих в условиях повышенной влажности.

Приготовляя исходную известково-песчаную смесь более жидкой консистенции и вспучивая ее добавлением пены или газообразующих примесей, получают после твердения в автоклаве пено- или газосиликат, используемые подобно пено- и газобетону для теплоизоляции.

Большое значение в технологии силикатных изделий имеет измельчение песка (помолом), которое повышает его активность как компонента, участвующего в реакции твердения, а при изготовлении пеносиликата дает возможность получать изделия меньшего объемного веса. В настоящее время доказано, что на основе извести и песка можно приготовлять силикатный бетон различного назначения: тяжелый (γ =1800 кг/м3 — для несущих неармированных и армированных конструкций и легкий различного объемного веса.

Силикатный бетон является бесцементным бетоном и хотя обработка изделий производится в автоклавах, все же стоимость таких изделий ниже, чем цементных.

Основными недостатками силикатного бетона по сравнению с цементным является меньшая гибкость его использования: возможность изготовления изделий только в заводских условиях и только ограниченных размеров, определяемых длиной и диаметром автоклава (в настоящее время максимальный диаметр 3,6 м).

Применение монолитных конструкций из силикатного бетона принципиально невозможно.

Цементные и гипсовые материалы

Из числа материалов на основе цемента широко известны бетонные камни для наружных и внутренних стен. Чаще всего такие камни изготовляют из шлакобетона со щелевидными пустотами. Размеры этих камней как и размеры кирпича, обусловлены конструкцией имеющегося на заводах оборудования: высота камня — 188 мм — в сумме с 12-миллиметровым швом дает модульную высоту ряда кладки 200 мм; остальные размеры камня немодульные. Для получения более мелких градаций толщины стен, кроме цельных камией, изготовляют камни — половинки.
Сплошные камни изготовляют марок 35, 50, 75 и 100; пустотелые — марок 35, 50 и 75 при морозостойкости не ниже марки Мрз 15.

На основе цемента изготовляют также асбестоцементные материалы — плитки, волнистые листы и трубы. Эти материалы изготовляются прессованием из смеси асбеста и цементного теста и имеют прочность (при изгибе) до 350 кг/см2.

Волнистые асбестоцементные листы применяются для покрытий и стен промышленных неотапливаемых зданий.

Гипсовые изделия (плиты, листы) из-за их недостаточной прочности и влагостойкости применяются только для внутренних перегородок и внутренней отделки стен сухих помещений.

Гипсовые панели для перегородок изготовляют в целях повышения прочности с каркасом из деревянных реек.

Плавленые материалы

Из плавленых материалов наиболее широко применяются минеральная вата и изделия из нее, а также стекло различных видов.

Минеральная вата представляет собой волокнистый материал, получаемый раздуванием огненножидких силикатных расплавов. Вата имеет объемный вес γ = 100 — 150 кг/м3 (при удельной нагрузке 0,02 кг/см2). Применяется для изготовления тепло-звукоизоляционных изделий и пригодна для теплоизоляции при температуре до 600°.

Войлок из минеральной ваты получают путем добавления к ней битума (битумная связка). Войлок рулонный и листовой имеет объемный вес γ=100-150 кг/м3 и применяется для теплоизоляции при температуре изолируемых поверхностей до 60°.

Плиты полужесткие из минеральной ваты (γ = 125-400 кг/м3) изготовляются на синтетической или битумной связке путем легкого прессования. Те и другие применяются для теплоизоляции; первые —при температурах до 300, вторые — до 60°.

Стекло и стеклянные изделия получают плавлением смеси кварцевого песка, известняка и соды.

Оконное листовое стекло имеет толщину от 2 до 6 мм и изготовляется гладкое (обычное), узорчатое, светорассеивающее, цветное, армированное и др.

Блоки стеклянные пустотелые изготовляются из двух полублоков, соединяемых оплавлением. Блоки предназначаются для заполнения световых проемов в наружных стенах и покрытиях, а также для устройства светопропускающих перегородок.

Вспучивая расплав стекла, получают пеностекло — высококачественный материал малого объемного веса (γ = 200—300 кг/м3) с прочностью (δвр= 5-10 кг/см2). Производство пеностекла отечественной промышленностью еще не освоено.
К плавленым материалам относится также каменное литье — сравнительно новый материал, производство которого быстро развивается; получается расплавлением и последующей отливкой в формы различных горных пород. Перерабатывая этим способом кислотостойкие горные породы (диабаз, базальт и др.), получают прочные и долговечные изделия (плитки, трубы и др.), хорошо противостоящие кислотной агрессии.

Использование шлаков

В строительстве могут быть использованы практически неограниченные количества шлаков, как металлургических, так и топливных (каменноугольных). Особенно ценными для строительства являются доменные шлаки, использование которых возможно различными блок способами.

Дроблением отвальных доменных шлаков получают шлаковый щебень для дорожного строительства. Использование такого щебня в бетоне и железобетоне затруднено, так как из-за стекловидной поверхности он имеет плохое сцепление с цементным камнем.

Наиболее целесообразна непосредственная переработка в строительные материалы огненножидких шлаков, расплав которых получается как отход доменного производства без каких-либо специальных затрат.

Мокрой или полусухой грануляцией получают гранулированный доменный шлак — сыпучий материал, обладающий свойствами вяжущего и широко используемый для производства шлакопортландцемента и шлакового кирпича, применяемого наравне с глиняным и силикатным.

Вспучиванием расплава получают пористый щебень и песок (шлаковая пемза или термозит) — легкие искусственные заполнители для бетона.

Отливкой расплава в формы получают брусчатку для дорожного строительства.

Особенно перспективно использование металлургических шлаков для переработки их в ситаллы — стеклокристаллические материалы с заранее заданными физическими и химическими свойствами, из которых могут быть изготовлены самые разнообразные детали, изделия и материалы для строительства, отличающиеся ценными свойствами — высокой прочностью, термической и коррозионной стойкостью и др.

Как известно, на каждую тонну выплавляемого чугуна приходится до 0,7 т доменного шлака и более. Переработка огненножидких шлаков в строительные материалы определенного ассортимента возложена на металлургическую промышленность. Однако организованное целесообразное использование металлургических шлаков до настоящего времени еще не получило необходимого развития и в переработку поступает менее 60% доменных шлаков.

Топливные шлаки представляют собой менее ценное сырье для строительства, но тем не менее их повсеместное наличие обусловило широкое применение их для строительных целей.

Топливные шлаки применяются в качестве заполнителей для легких бетонов (шлакобетон) , в производстве минеральной ваты (шлаковата), а также и в качестве утеплителя — только для временных зданий.