Для того чтобы придать или улучшить определенные свойства портландцемента, в его состав дополняют специальными минеральными добавками или регулируют состав этих добавок.
Свойства минеральных добавок
Во всем видах минеральных добавок содержатся активные химические вещества.
К данным веществам относятся:
- аморфный диоксид кремния – входит в состав вулканических горных пород и добавок искусственного происхождения;
- аморфный водный диоксид кремния – входит в состав трепела, диатомита и некоторых других горных пород осадочного происхождения;
- алюмосиликаты – входят в состав искусственных добавок и пород вулканического происхождения;
- метакаолинит – входит в состав глинитов, глиежи, золы-уноса и топливных шлаков;
- активный глинозем – входит в состав глинитов и топливных шлаков.
В составе извести и в продуктах, получившихся при твердении портландцемента, содержится гидроксид кальция, который при нормальной температуре и в присутствии влаги способен взаимодействовать со всеми перечисленными минеральными добавками. При их взаимодействии образуются нерастворимые продукты.
В результате такой реакции, у извести появляются гидравлические свойства, а портландцемент получает более низкую себестоимость и приобретает некоторые специальные свойства.
Виды минеральных добавок
Активные минеральные добавки, могут быть природного и искусственного происхождения.
Природные минеральные добавки
К активным минеральным добавкам природного происхождения относятся осадочные горные породы и породы вулканического происхождения.
К таким породам относятся:
- трепел;
- диатомит;
- глиежи;
- опоку;
- туф;
- трасс;
- пемза;
- и вулканический пепел.
Искусственные минеральные добавки
К активным минеральным добавкам искусственного происхождения относятся отходы и побочные продукты промышленности. В том числе продукты, получаемые при производстве глинозема и обожжении глины при температуре до 800 °С.
К данным продуктам относятся:
- гранулированные доменные шлаки;
- электротермофосфорные шлаки;
- топливные шлаки;
- топливные золы;
- нефелиновый шлам;
- двухкальциевый силикат;
- цемянка;
- глиниты и др.
В зависимости от вида активных минеральных добавок и их количества, портландцементы с такими добавками делятся на 3 вида:
- ПЦД – портландцемент с минеральными добавками;
- ППЦ – пуццолановый портландцемент;
- ШПЦ – шлакопортландцемент.
Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД)
ПЦД состоит из клинкера, минеральных добавок и гипса, которые перемешивают вместе, предварительно измельчив. При этом количество минеральных добавок в составе ПЦД не должно превышать 20%, для того чтобы сохранить все основные свойства портландцемента.
При добавлении минеральных веществ в состав портландцемента, его свойства хоть и сохраняются, но претерпевают некоторые изменения:
- морозостойкость – немного снижается;
- водостойкость – улучшается;
- сопротивляемость коррозии – улучшается;
- тепловыделение – становится ниже.
Благодаря тому, что до 20% состава ПЦД занимают минеральные добавки, экономиться портландцементный клинкер, что и способствует снижению себестоимости конечного продукта. В итоге мы получаем экономически выгодный цемент с улучшенными качествами и сниженной себестоимостью.
ПЦД выпускают всего несколько марок, это: М400, М500, М550 и М600. На отдельных заводах выпускают ПЦД М300, но только согласно специальному разрешению на это.
Если при строительстве объекта не требуется высокая морозостойкость, то вместо обычного портландцемента, чаще всего применяют именно ПЦД, поэтому он и получил такое широкое распространение.
Пуццолановый портландцемент (ППЦ)
ППЦ изготавливают также как и ПЦД, путем измельчения клинкера, гипса и минеральных добавок.
Но в составе ППЦ есть некоторые отличия:
- портландцементный клинкер содержит менее 8% С3А;
- активные минеральные добавки составляют от 20% до 40% объема.
Содержание минеральных добавок зависит от минерального состава и активности самих добавок.
ППЦ выпускают двух марок: М300 и М400 и согласно ГОСТу 76-го года, он относится к классу сульфатостойких цементов.
Шлакопортландцемент (ШПЦ)
ШПЦ изготавливают также как и ППЦ, но минеральный состав несколько отличается. В качестве активной минеральной добавки в ЩПЦ используется гранулированные доменные шлаки, объем содержания, которых варьируется от 20% до 80% от массы самого цемента.
Шлакопортландцемент выпускается трех марок: М300, М400 и М500. При этом он может иметь 2 разновидности, а именно сульфатостойкий шлакопортландцемент (СШПЦ) и быстротвердеющий шлакопортландцемент (ШПЦБ).
Для того чтобы изготовить ШПЦБ используют портландцементный клинкер высокого качества и размалывают его до 5000 кв.см/гр.
