* Дополнительными компонентами могут быть активные минеральные добавки, которые не входят в состав цемента как основные компоненты, добавки-наполнители и добавки, ускоряющие твердение или увеличивают прочность цемента

Химический состав доменных шлаков позволяет успешно использовать их вместо глинистого и части карбонатного компонентов при производстве клинкера.

Шлаки можно рассматривать как в значительной мере подготовленное сырье. В их составе СаО связан в различных химических соединениях, в том числе и в виде двокальциевого силиката - одного из минералов цементного клинкера. Высокий уровень подготовки сырьевой смеси при применении доменных шлаков обеспечивает повышение производительности печей и экономию топлива. Замена глины доменным шлаком позволяет снизить на 20% содержание известнякового компонента, уменьши-ти при сухом способе производства клинкера удельный расход сырья и топлива на 10...5%, а также повысить производительность печей на 15%.

При применении маложелезистого шлаков - доменных и феррохромовый - и созданием соответствующих условий плавки в электропечах получают белые цементы. На основе феррохромовый шлаков окислением металлического хрома в расплаве можно получить клинкеры, при использовании которых получают цементы с ровным и устойчивым окраской. Шлакопортландцемент, содержащий до 50% шлака, обычно применяется в тех же условиях, что и обычный портландцемент. Цементы, содержащие максимальное содержание (до 80%) шлака, используются как низькотермични в массивных гидросооружениях и в сооружениях, подвергающихся воздействию агрессивных вод, а также для изготовления изделий при тепловлажностной обработке. Оптимальные свойства шлакопортландцемент приобретает при соответствующем выборе состава, структуры и соотношения шлакового и клинкерного компонентов цемента, а также их дисперсности (рис.1). Установлено, что на строительно-технические свойства шлакопортландцемента и бетонов на его основе содержание основных шлаков влияет более благоприятно, чем кислых.

Рис. 1. Кинетика роста прочности шлакопортландцецементного камня в зависимости от дисперсности шлака. Удельная поверхность клинкерной части постоянная - 300 м²/кг удельная поверхность шлака (м²/кг): 1 - 450; 2 - 400; 3-350; 4 - 300.

Роста прочности шлакопортландцемента способствует также применение клинкера с повышенным содержанием наиболее активных минералов (C3S + C3A = 65 ... 75%). При этом для кислых шлаков желательно применять Алита середньоалюминатни клинкеры (C₃S = 60 ... 70%, З₃А<8%).

В процессе гидратации и твердения шлакопортландцемента участвуют как шлаковая, так и клинкерный составляющие. Уже в начальный период процесса гидратации в результате гидролиза минералов - силикатов образуется пересыщенный раствор Са(ОН)₂, в сочетании с гипсом влияет на взаимодействие с водой шлакового стекла.

Наряду с обычными продуктами при твердении шлакопортландцемента образуются гелеобразные гидратные соединения с преобладанием низкоосновных гидросиликатов кальция. Затвердевший шлакопортландцементной камень характеризуется меньшим содержанием кристаллического Са(ОН)₂, частично связанного зернами шлака, и более плотной гидросиликатною гелевой структурой. Этими особенностями структуры объясняется высокая водонепроницаемость и устойчивость к агрессивным средам, что и определяет область применения шлакопортландцемента.

Цементная промышленность выпускает обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий шлакопортландцемент.

При производстве сульфатостойкостью шлакопортландцемента используют клинкер с содержанием С₃А не более 8% и шлак с содержанием Аl₂О₃ не более 8%. Технологическая схема производства шлакопортландцемента предусматривает сушки гранулированного шлака до остаточной влажности 1...2% и совместное измельчение его с клинкером.

Конечная прочность и ряд других свойств шлакопортландцемента улучшаются при более тонком измельчении шлака.

Строительно-технические свойства шлакопортландцемента характеризуются рядом особенностей по сравнению с портландцементом: более низкой плотностью (2,8...3 г/см³), немного замедленным схватывания и нарастанием прочности в начальный срок твердения.

Для строительства массивных сооружений, работающих в водной среде, кроме высокой устойчивости шлакопортланд-цемента до химической агрессии, важно его сниженное тепловыделение. Оно достигает в 3 и 7 суток твердения примерно 141...197 кДж/кг.

Преимуществом шлакопортландцемента, важной для заводского производства сборного железобетона, является интенсивный рост его прочности при пропаривании, особенно в области высоких температур. Особенно интенсивно растет прочность при изгибе. Характерно, что эффективность шлакопортландцемента при тепловлажностной обработке повышается с увеличением количества шлака в цементе обусловлено образованием при повышенной температуре и щелочно-сульфатной активизации дополнительного количества гидросиликатов кальция и формированием плотной мелкоячеистой структуры цементного камня. Пониженное содержание в шлакопортландцементе свободного гидроксида кальция объясняет его более высокую устойчивость не только против агрессивного воздействия мягких и сульфатных вод, но и к повышенным температурам.

Морозостойкость бетонов на шлакопортландцемента можно существенно повысить введением повитрявтягуючих и других поверхностно-активных веществ.

Шлакопортландцемент - экономически эффективный вид цемента. Расход условного топлива на его производство на 97...117 кг меньше, чем на производство 1 т без дополнительного портландцемента той же марки. Энергоемкость шлакопортландцемента в среднем на 25% ниже энергоемкости портландцемента с минеральными добавками.