Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

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.

Когда добавляется шлак в бетонную смесь, она не боится агрессивной среды – морская вода и разного типа хлориды, кислоты и сульфаты конструкции/зданию будут не страшны.

Недостатки

Следует упомянуть, рассматривая цемент со шлаком, что это материал со сравнительно небольшим количеством минусов. Точнее, он один – при нарушении герметичности тары, в которой поставляется цемент, он теряет свою прочность уже через полтора месяца со дня производства.

Достоинства

Рассматривая цемент со шлаком, нужно тщательно изучить все нюансы и особенности. Несмотря на большое количество плюсов, основным достоинством шлакопортландцемента является более низкая себестоимость при прочих равных. Доменный гранулированный шлак, который появляется в качестве отходов выплавки черного металла, проявляет все те же свойства, что и обыкновенный цемент. При этом, предполагает и некоторые положительные свойства.

Основные преимущества цемента со шлаком:

  • Более низкая цена при условии тех же параметров и характеристик прочности.
  • Небольшой показатель плотности и удельного веса не оказывают на фундамент и перекрытия существенного давления.
  • Прекрасная жаропрочность материала – диапазон нагрева доходит до +800 градусов.
  • Коррозийная стойкость на высоком уровне.
  • Высокая скорость затвердевания.
  • Повышенный показатель морозостойкости при применении технологии пропаривания железобетонных изделий.
  • Сравнительно низкая температура тепловыделения.
  • Великолепная стойкость монолита к воздействию сульфатных и пресных вод, другим агрессивным средам.

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%.

Цемент со шлаком производят из доменного шлака – вторичного продукта металлургической сферы. Класс материала во многом зависит от качества исходных материалов: свойств клинкера и шлака. Клинкер в смеси выступает в качестве активизатора шлаков.

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%.

Читайте также:  Можно ли использовать кварц при людях

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.

Шлаковый цемент – популярный и экономный строительный материал, использующийся для возведения плит перекрытия, стен с арматурой. Способность шлакобетона демонстрировать те или иные параметры зависит от класса.

Классы шлакобетона и его применение:

  • 10 – используется при выполнении теплоизоляционных работ
  • 25-35 – актуален для строительства несущих конструкций/элементов
  • 50 – лучший материал для создания наружных несущих стен, разного типа армированных перемычек, внутренних перегородок зданий и т.д.

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

Цемент на базе шлака долгое время держат во влаге, так как раннее высыхание негативно влияет на твердение. При правильных показателях влажности и высокой температуре твердение ускоряется, в связи с чем обработка цемента в специальных камерах и автоклавах очень эффективна.

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.

Из металлургического шлака делают самый прочный бетон. В то же время, из шлаков топливной промышленности больше всего подходят антрацитовые породы. Не применяются для производства шлакоцемента продукты сгорания бурых углей ввиду наличия в них примесей, соединяющихся со шлаком неустойчивыми связями.

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.

Читайте также:  Можно ли двп использовать в ванной

Технические характеристики

Все свойства и параметры шлакобетона определяются ГОСТ 10178-85 и зависят от используемых в производстве компонентов (их качества и объема).

Компоненты и свойства смеси:

  • В клинкере должно содержаться магния максимум 5-6%, в противном случае понижается качество бетона
  • Шлаки в гранулах, произведенные электротермометаморфическим или доменным путем, входят в состав в объеме 20-80% и определяют плотность, прочность и другие характеристики
  • Чистый гипс, полученный естественным путем с добавлением фтора и фосфора, включается в состав в объеме максимум 5%
  • Чем больше в составе шлака, тем дольше затвердевает смесь и тем меньше тепла продуцируется реакцией гидратации
  • Усадка шлакового цемента такая же, как и у обычного
  • Жаропрочность находится в пределах +600-800 градусов
  • При условии отсутствия плотной молекулярной консистенции, а также использующихся для активации веществ после застывания шлак не станет реагировать с водой, поэтому смесь часто используют в создании конструкций в условиях повышенной влажности

Шлакопортландцемент бывает быстротвердеющим и с нормальными параметрами твердения. Для активизации процесса в материал добавляют присадки – это специальные ускорители вулканического или минерального происхождения (это могут быть пемза, пепел). Произведенный из шлака бетон готовят в таком соотношении: 4-5 частей шлака, по 2 части песка и цемента.

Конструкции/здания достигают прочности уже в течение 7-14 дней. В прохладных условиях материал твердеет медленно, поэтому для ускорения процесса используются обработка теплом, добавка специальных присадок.

Нужно помнить, что срок годности шлакоцемента намного ниже в сравнении с обычным. Материал можно использовать 45 дней после отгрузки с производства, так как по прошествии этого времени он теряет характеристики водонепроницаемости и прочности.

Портландцемент и шлакопортландцемент – отличия

Отличия обыкновенного портландцемента и материала на базе шлака определяют сферу использования смесей. Свойства и параметры достаточно сильно разнятся, поэтому до начала работ нужно все тщательно изучать.

Чем отличается цемент со шлаком от обычного:

  • Цена портландцемента намного выше стоимости смеси со шлаком.
  • Портландцемент при условии отсутствия присадок быстрее набирает прочность.
  • Отличается состав – в цементе со шлаком есть также гипс, в портландцемент часто добавляют различные присадки-ускорители, пластификаторы и т.д.
  • У шлакоцемента менее выражена экзотермическая реакция при застывании, благодаря чему бетон почти не греется, поэтому не может использоваться при низких температурах (но и усадки, деформаций дает меньше).
  • Цемент со шлаком демонстрирует меньшие показатели плотности и массы готовых конструкций.

Классификация портландцемента со шлаком

Портландцемент со шлаком делится на разные классы, каждому из которых присущи определенные технические характеристики и параметры, отраженные в нормативных документах. Ниже представлены таблицы со всеми значимыми данными, без которых невозможно выполнить расчеты и начать работы.

Класс 300 по ГОСТ 10178-85

Класс 400

Класс 500

Приготовление бетона со шлаком

В составе шлакоцемента основными компонентами являются сам шлак, клинкер и гипс в разных пропорциях. Оптимальное соотношение указано в документах и сертификатах, процесс приготовления смеси идентичен работе с обычным цементом.

Состав смесей для приготовления шлакобетона

Чтобы получить шлакобетон средней марки, достаточно взять 4-5 частей фракционной смеси шлака, по 2 части песка и цемента. Удешевить раствор можно посредством смешивания цемента и извести в пропорции 3:1.

Как приготовить

За несколько часов до предполагаемого замеса раствора желательно увлажнить шлак водой для повышения длительности службы бетона. Потом все компоненты смешивают в нужных пропорциях, аккуратно перемешивают до однородности. Готовую массу используют в течение часа-полтора.

Шлаковый цемент – прочная и высокоэффективная смесь, которая часто используется в выполнении разнообразных ремонтно-строительных работ. Пропорции входящих в состав материалов можно менять для получения нужных свойств и характеристик.

Источник

Что можно использовать вместо щебня?

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Всем строителям и ремонтникам важно знать, что использовать вместо щебня. Обязательно надо разобраться с применением битого щебня и керамзита. Еще очень актуальная тема — чем заменить его в бетоне и можно ли использовать кирпич в бетонном растворе для фундамента.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Применение битого шифера

Этот разбитый или колотый материал может использоваться вместо щебенки в бетоне любых марок. Да шифер это и есть практически бетон по составу. Разница только в том, что песок заменяют на волокнистый асбест.

Именно с этим асбестом и связаны серьезные проблемы. Да, в растворе и под слоем отделочных материалов он не контактирует с людьми, совершенно неактивен химически. Однако асбестовые волокна легко распушаются и могут попасть в дыхательную систему. А там они провоцируют серьезные онкологические изменения, причем в самых разных органах.

Читайте также:  Можно ли использовать горчичники при бронхите

Потому при дроблении шифера придется использовать средства индивидуальной защиты и водяные завесы. Желательно также перед дроблением промочить стройматериал как следует. Это существенно сократит интенсивность выброса пыли.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Использование гравия

В промышленном производстве в основном используется гранитный щебень. Он отличается великолепными показателями по прочности и другим важным характеристикам. Гравий нельзя применять для изготовления ответственных бетонных изделий и отливок. Однако его успешно применяют и для обустройства фундаментов малоэтажных строений. Необходимо только учитывать рекомендации инженеров, архитекторов.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Чем еще можно заменить щебень?

Неплохой идеей в ряде случаев оказывается возможность использовать кирпич (вернее, битый кирпич). Он становится превосходной заменой более дорогим стройматериалам. Бой применяют:

  • в бетонном растворе (смеси);
  • для приготовления подушки под строительными стяжками;
  • при декорировании тротуаров и уличных, садовых дорожек;
  • в качестве декоративного решения при оформлении территорий;
  • с целью разравнивания дорог (засыпают и разгребают ровным слоем).

Дробленый кирпич заменяет щебень в приготовлении бетонного раствора в различных пропорциях.

Бетон получается очень мощный, переносит сильную нагрузку и высокую температуру. Его можно смело использовать для фундамента. Что немаловажно, исключается появление трещин, которые оказываются неприятным последствием при любом строительстве. Что касается применения керамзита, то это вполне возможно, к примеру, для потолка, но не везде.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Керамзитобетон часто используют при индивидуальном строительстве. Малая теплопроводность делает его отличным вариантом при обустройстве перемычек, перегородок. Также допускается применение в стяжке чернового пола. Однако бетон на базе керамзита может переносить сравнительно небольшие нагрузки. Кроме того, он не справится с воздействием воды, что сильно сужает сферу применения керамзита как наполнителя кладочной смеси в ПГС.

А вот мелкие хозяйственные и дачные сооружения вполне оправдано делать из такого состава. Использование керамзита как наполнителя не требует какого-то сложного технологичного оборудования. Пониженный удельный вес позволяет применять такие блоки даже на грунтах со слабой несущей способностью.

Важно: в качестве наполнителя для заглубленного фундамента применять керамзит недопустимо. Там лучше все же пользоваться классическим щебнем, и его цена полностью оправдана.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Щебень может быть заменен и на шлак металлургического производства. Этот материал еще несколько веков назад применяли для обустройства фундаментов, сооружения домов и прокладки дорог. Сегодня он находит использование даже в самых развитых странах как отличное практическое решение. Однако ряд экспертиз показал, что этот материал может способствовать заражению местности токсичными веществами.

Критически важно правильно выбирать вид камня, чтобы гарантировать собственную безопасность и не навредить природе.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Что касается гальки, то она практически полностью соответствует по параметрам качественному щебню. Однако галечник из-за своей гладкости недостаточно прочен при укладке в асфальт или заливке цементного пола. Он неизбежно будет проседать и проваливаться. А вот как наполнитель бетона галька подходит неплохо. Мало того, она даже надежнее, чем известковый щебень.

Иногда галечник применяют и при ремонте грунтовых (не асфальтированных!) дорог. Отсев может использоваться в качестве замены песка. А вот щебень им подменять можно лишь частично. Главная задача отсевной массы — повышение равномерности распределения нагрузки и поддержание оптимального объема готового изделия. Так как отсев имеет большее разнообразие частиц по размеру, чем песок, он повышает качество внутреннего сцепления в цементе

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Также у него есть еще такие преимущества:

  • химические реакции мелких зерен с цементом, при которых образуются нерастворимые соединения;
  • приготовление более тяжелого и плотного бетона;
  • увеличение прочности смеси.

Еще в ряде регионов России (в том числе и на Урале) отсев стоит заметно дешевле песка. Рекомендуется применять более прочный материал магматического происхождения. Оптимальна порода, которая в основном составлена из частиц величиной 1,5-4 мм. Придется контролировать радиоактивное излучение. В норме оно составляет до 370 Бк на 1 кг максимум.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Но еще важно запомнить, что в бетон или асфальт категорически нельзя закладывать:

  • дерево;
  • стекло;
  • любого рода мусор и бытовые отходы, даже отличающиеся твердостью и прочностью.

Можно ли использовать шлак вместо щебня в бетоне

Источник