РАЗЛИЧНЫЕ ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ
Для обеспечения твердения доменных гранулированных шлаков намолотых до степени тонкости помола цемента необходимо, чтобы минералы шлака, взаимодействуя с известью, могли образовать новые гидратные соединения, твердеющие в соответствующих условиях внешней среды. Это свойство во многом определяется и степенью химической метастабильности доменных шлаков. Химическая метастабильность - это малая устойчивость кристаллических модификаций. Надо также заметить, что поверхность стекла покрыта продуктами коррозии и реагентами внешней среды (парами влаги, углекислоты и др.). П. И. Гребенщиков показал, что толщина и плотность пленок таких продуктов коррозии - новообразований повышает химическую стойкость стекла, что и влияет на последующий ход реакции между стеклом и водной средой.
Для обеспечения этого процесса состав продуктов новообразований в виде пленок необходимо перевести в раствор, с тем чтобы обнажить новые поверхности зерен шлака. Качество доменных гранулированных шлаков весьма разнообразно, что вызывается различным составом рудного (железного) сырья, кокса, условиями плавки чугуна и гранулирования шлакового расплава, быстрого его охлаждения. Это изменяет примерно в 1,5 раза объемную массу продукта (шлаки мокрой грануляции имеют меньшую объемную массу по сравнению со шлаками полусухой грануляции). Гранулирование шлакового расплава позволяет создавать материал, способный к гидратационному твердению по причине образования массы гранул в стекловидном состоянии. Однако не только такое состояние определяет активность шлака в процессе гидратационного твердения, но и химический составы фаз: стекла и кристаллических соединений. Медленное охлаждение шлака на воздухе способствует превращению расплава в плотный камень высокой прочности.
Эти особенности шлаков отражаются и на свойствах шлакопортландцементов. Действующие стандартные параметры, определяющие качество гранулированных шлаков как компонентов сложного вяжущего - шлакопортландцемента, не дают полной информации об их свойствах. К таким параметрам качества гранулированных доменных шлаков относятся модуль основности - %CaO+%MgO / %Si02+ %Аl2О3, численный показатель которого, равный или больший единицы, позволял считать их основными, а меньше единицы кислыми; модуль активности - %Аl2О3/% Si02, численный показатель которого находится в пределах 0,12 - 0,5. Последний показатель был введен советскими учеными (в 30-х годах) для выявления не только соотношения четырех указанных окислов, но и глинозема Аl2О3, который, как и известь, считается одним из наиболее активных компонентов гранулированного доменного шлака. Опыты показывают, что при использовании основных шлаков с модулем основности, равным или большим единицы, и соответствующим оптимальным модулем активности не всегда можно получить цементы высоких марок. Это и естественно, так как кроме перечисленных четырех окислов в шлаках находится ряд других окислов. Сочетание одних и тех же окислов в минералах - технических физико-химических системах и их структуры исключительно разнообразны.
По указанным причинам в практике работ оценивают качество шлаков не только по указанным параметрам, но также по прямым испытаниям шлакопортландцемента в бетонах (растворах). Многолетние исследования этого вида цемента показали, что с применением гранулированных доменных шлаков можно приготовлять разнообразные шлакопортландцементы как низких, так и быстротвердеющих высоких марок.
По ГОСТу в шлакопоргландцементе допускается содержание гранулированных доменных шлаков в пределах 30-60% в виде порошка с тонкостью помола цемента.
В табл.1 приведены технические требования к гранулированным доменным шлакам по ГОСТ 3476-60.