Шлаки способны самостоятельно твердеть при нормальных условиях лишь при существенном содержании в них гидравлически активных фаз, например, Р-двухкальциевого силиката. Содержание таких фаз в шлаках обычно незначительно и они при нормальных условиях или при пропаривании в условиях атмосферного давления не твердеют или твердеют очень медленно и характеризуются невысокой прочностью. При использовании гранулированных шлаков с высоким содержанием стекла их твердение можно вызвать введением добавок — активизаторов, способствующих проявлению потенциальных вяжущих свойств шлакового стекла. Различают щелочную, сульфатную и комбинированную активизацию шлаков.

В качестве щелочных активизаторов шлака используют известь, а также натриевые и калиевые щелочные соединения. При сульфатной активизации в шлаки вводится добавка сульфата кальция обычно в виде гипса или ангидрита.

Введение добавок-активизаторов нарушает термодинамически неустойчивое равновесие шлакового стекла, способствует его перестройке с образованием гидросиликатов, гидроалюмосиликатов, что сопровождается твердением и синтезом искусственного камня. При повышенном содержании щелочной добавки, характерном для шлакощелочных вяжущих, возможно образование щелочных гидроалюмосиликатов, способствующих твердению шлаков.

Сульфатная активизация шлаков приводит к образованию в твердеющей системе «шлак — сульфат кальция — вода» гидросульфоалю-минатов кальция. Комбинированная — щелочно-сульфатная активизация шлаков характерна в композиции их с портландцементом, содержащим гипс, и образующим в результате гидролиза клинкерных минералов гидроксид кальция.

Активизаторы тщательно смешивают со шлаком при их совместном измельчении (сульфатно-шлаковые, известково-шлаковые вяжущие) или затворении водными растворами (шлакощелочные вяжущие).

Сульфатно-шлаковые цементы — это гидравлические вяжущие вещества, получаемые совместным тонким измельчением доменных шлаков и сульфатного возбудителя твердения (гипса или ангидрита) с небольшой добавкой щелочного активизатора (извести, портландцемента или обожженного доломита).

Широкое распространение из группы сульфатно-шлаковых получил гипсошлаковый цемент, содержащий 75—85% шлака, 10—15 двуводного гипса или ангидрита, до 2% оксида кальция или 5% портланд-цементного клинкера. Высокая активизация обеспечивается при использовании ангидрита, обожженного при температуре около 700 °С, и высокоглиноземистых основных шлаков. По мере уменьшения основности шлаков целесообразно увеличение концентрации извести (от 0,2 г/л СаО для основных шлаков до 0,4—0,5 г/л для кислых).

Разновидностью этой группы цементов является также шлаковый бесклинкерный цемент, состоящий из 85—90% шлака, 5—8% ангидрита и 5—8% обожженного доломита. Степень обжига доломита зависит от основности шлаков. При использовании основных шлаков обжиг ведут при температуре 800—900 °С до частичного разложения СаС03, а кислых — при температуре 1000—1100 °С до полной диссоциации СаС03 (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Схема производства сульфатно-шлакового цемента при использовании доломита:


⇐ вернуться к прочитанному | | перейти на следующую страницу ⇒