Пуцолановий та шлакопортландцементи (отримання, основні характеристики та застосування)
Пуццолановим портландцементом називають гідравлічну в'яжучу речовину, що отримується спільним тонким помелом цементного клінкеру, гіпсу та активної мінеральної добавки або ретельним змішуванням цих матеріалів, подрібнених окремо.
Вміст активних мінеральних добавок у пуццолановому портландцементі повинен становити у % за масою цементу: добавок вулканічного походження (пемза, попіл, туфи, траси), обпалених глин, глієжу або паливної золи не менше 25 і не більше 40, добавок осадового походження
Пуцолановий портландцемент випускають марок З00 та 400. Колір цементу світлий; щільність у пухкому стані 800 – 1000, у ущільненому – 1200 – 1600 кг/м3, водопотреба 30 – 38%. Терміни схоплювання, тонкість помелу та рівномірність зміни обсягу пуццоланового портландцементу такі ж, як і у звичайного портландцементу.
Пуцолановий портландцемент характеризується уповільненим наростанням міцності в початковий період твердіння в порівнянні з портландцементом, виготовленим з того ж клінкеру. Однак після 3 - 6 місяців твердіння у вологому середовищі бетони на пуццолановому порландцементі досягають тієї ж міцності, що і бетони на портландцементі.
Пуцолановий портландцемент при твердінні виділяє менше теплоти, ніж портландцемент. Ця обставина дозволяє широко використовувати пуцолановий портландцемент при бетонуванні великих масивів, наприклад, гідротехнічних споруд, де дуже небезпечні температурні деформації конструкцій. Проте за температури нижче 10оC твердіння його різко уповільнюється і навіть зовсім припиняється. Навпаки, при підвищених температурах пуцолановий портландцемент твердіє інтенсивніше, ніж портландцемент. Тому вироби з бетону на цьому цементі доцільно піддавати тепловологостій.обробці у пропарювальних камерах та автоклавах.
Бетони на пуцоланових портландцементах мають більш високу водостійкість та водонепроникність, ніж на портландцементах. Однак пуцолановий портландцемент не морозостійкий, тому не рекомендується його застосовувати при зведенні конструкцій, що зазнають поперемінного заморожування та відтавання.
Пуцолановий портландцемент використовують поряд з портландцементом для виготовлення бетонних та залізобетонних виробів та конструкцій (як збірних, так і монолітних). Внаслідок підвищеної сульфатостійкості його використовують для бетонних та залізобетонних конструкцій підводних та підземних частин споруд, що піддаються впливу м'яких та сульфатних вод. Слід враховувати, що в сухих умовах експлуатації твердіння бетону на цьому цементі практично припиняється, тому протягом двох тижнів бетони необхідно систематично зволожувати і оберігати від висихання.
Шлакопортландцементом називають гідравлічне в'яжучу речовину, одержуване спільним подрібненням портландцементного клінкеру та доменного гранульованого шлаку з додаванням невеликої кількості гіпсу, що вводиться для регулювання термінів схоплювання та активізації твердіння шлаку. Шлакопортландцемент можна виготовляти і шляхом змішування тих самих вихідних матеріалів, але подрібнених окремо. Вміст доменного гранульованого шлаку в шлакопортландцементі має становити не менше 21 і не більше 60% маси цементу.
Шлакопортландцемент випускають марок З00, 400 і 500. Він сірого кольору з блакитним відтінком, відрізняється від інших видів цементу тим, що містить велику кількість металевих частинок, що виявляються магнітом. Щільність його в пухкому стані 1000 – 1300, а в ущільненому – 1400 – 1800 кг/м3, нормальна густотацементного тесту 26 – 30%; тонкість помелу та рівномірність зміни обсягу такі ж, як і у портландцементу.
Тепловиділення шлакопортландцементу при твердінні менше, ніж у портландцементу, але він має більшу жаро-, водо-і сульфатостійкість. Морозостійкість шлакопортландцементу дещо нижча.
У шлакопортландцементу порівняно з портландцементом дещо уповільнено наростання міцності у початкові терміни твердіння. У більш віддалені терміни твердіння міцність зростає і через 2 - 3 місяці перевищує міцність портландцементу тієї ж марки. Уповільнення твердіння особливо яскраво проявляється при знижених температурах, проте це не є перешкодою широкому застосуванню шлакопортландцементу, а підвищення температури при достатній вологості навколишнього середовища різко прискорює твердіння. Бетони на шлакопортландцементі, що піддаються тепловологості при 80 - 95оС, набирають більш високу міцність, ніж бетони на портландцементі тієї ж марки, що твердіють в тих же умовах.
Шлакопортландцемент з успіхом можна застосовувати для виготовлення збірних залізобетонних виробів та конструкцій, що твердіють у пропарювальних камерах. Доцільно використовувати шлакопортландцемент у конструкціях гарячих цехів і гідротехнічних спорудах, що піддаються сульфатної агресії. З нього, як і з пуццоланового портландцементу готують будівельні кладочні та штукатурні розчини. Не рекомендується шлакопортландцемент для конструкцій, що знаходяться під систематичним впливом поперемінного заморожування та розморожування або зволоження та висушування.
Масовий випуск та широке застосування пуцоланових цементів і шлакопортландцементів можна пояснити не тільки наявністю низки позитивних властивостей порівняно з портландцементом, але й меншою.вартістю (приблизно на 15 – 20%).