Cement żużlowy – spoiwo hydrauliczne otrzymywane przez wspólne mielenie klinkieru, gipsu i granulowanego żużla wielkopiecowego lub elektrotermometamorficznego. Istnieje inny sposób produkcji tego spoiwa-oddzielne mielenie składników, a następnie ich mieszanie. Przez długi czas żużel był uważany za bezużyteczne odejście przemysłu metalurgicznego, ale praktyka wykazała, że dzięki dodaniu go do cementu można uzyskać cenne właściwości spoiwa. Ilość żużla w spoiwie wynosi 20-80%. Do 10% tego składnika można zastąpić trepelem lub innym aktywnym dodatkiem.
Produkcja żużla granulowanego
Żużel – produkt uboczny produkcji metalurgicznej, składający się z kwarcu, tlenków wapnia, magnezu. Stopiony żużel przeznaczony do dodawania do cementu portlandzkiego jest przyspieszany przez chłodzenie wodą lub granulację parą. Szybkie chłodzenie zapobiega krystalizacji produktu, pozostaje w chemicznie aktywnym szklistym stanie drobnoziarnistym. Żużel granulowany, dzięki zachowaniu aktywności chemicznej, wchodzi w interakcję ze składnikiem klinkieru – wodorotlenkiem wapnia – tworząc hydrosilikat i hydroaluminat wapnia.
Składniki cementu z żużlem:
- Klinkier z zawartością magnezu nie większą niż 6%. Tlenek magnezu zmniejsza wytrzymałość betonu.
- Domena lub elektrotermometamorficzna żużel – 20-80 %. Optymalna ilość dodatków żużlowych zależy od wymaganych właściwości ściągających.
- Gips naturalny czysty i gips zawierający fosfor, Bor, fluor. Zawartość składników gipsowych nie powinna przekraczać 5% całkowitej masy klinkieru.
Składniki suszy się w specjalnych komorach. Wilgotność po wysuszeniu nie przekracza 1%. Następnie są mielone do stanu drobnego proszku.
Charakterystyka cementu żużlowo-portlandzkiego
Dlaczego do cementu dodaje się żużel?
Dzięki tej technice możliwe jest uzyskanie całego kompleksu użytecznych cech:
- Awansowany odporność wody miękkiej i siarczanowej, ze względu na brak składników aktywnych i gęstą strukturę molekularną. SZPC może być stosowany do budowy konstrukcji eksploatowanych w wilgotnym środowisku.
- Niski rozpraszanie ciepła, co jest pozytywnym punktem przy budowie masywnych konstrukcji, ale negatywnym przy betonowaniu w zimnych porach roku.
- Umiarkowany zapotrzebowanie na wodę.
- Wysoki wodoodporność i mrozoodporność.
- Awansowany odporność na ciepło – +600…+800 °C.
- Koszt, która jest niższa niż koszt tradycyjnego cementu portlandzkiego o 15-20%. W skali dużego budownictwa czynnik ten zapewnia znaczne oszczędności.
- Możliwość zastosowania do budowy zarówno konstrukcji naziemnych, jak i podziemnych.
Cement z żużlem różni się od cementu o tradycyjnym składzie mniejszą gęstością, co zmniejsza masę gotowej konstrukcji budowlanej lub produktu betonowego.
Wadą materiału zawierającego żużel jest opóźnione twardnienie po raz pierwszy po wylaniu. Jest szczególnie powolny w niskich temperaturach. Utwardzanie cementu żużlowo-portlandzkiego można znacznie przyspieszyć, stosując obróbkę cieplno-wilgotną. Dlatego taki środek ściągający jest aktywnie wykorzystywany do produkcji produktów poddawanych parowaniu.
Inną negatywną cechą cementu z żużlem jest mniejszy gwarantowany okres trwałości w porównaniu ze zwykłym PC. Cement żużlowy portlandzki jest w stanie zachować wydajność przez zaledwie 45 dni po wysyłce z Zakładu Produkcyjnego. Podczas przechowywania konieczne jest przestrzeganie wymogów regulacyjnych, w przeciwnym razie szpic straci wydajność jeszcze szybciej.
Rodzaje cementu z dodatkiem żużla
Cement żużlowy ze względu na szybkość utwardzania dzieli się na dwa główne typy:
- Normalnotward. Pod względem siły w pierwszych dniach pozostaje w tyle za zwykłym cementem portlandzkim. Ale po trzech tygodniach utwardzania wytrzymałość SZPC jest wyższa niż wytrzymałość PC podobnej marki.
- Szybkotnący. W składzie takiego spoiwa znajdują się przyspieszacze utwardzania pochodzenia wulkanicznego i mineralnego – popiół, pumeks i inne. Taki spoiwo może uzyskać markową wytrzymałość po 7-14 dniach twardnienia.
Zastosowania cementu żużlowego
Do czego nadaje się cement o zawartości żużla powyżej 20 %:
- Produkcja płyt żelbetowych, płyt stropowych.
- Produkcja monolitycznych konstrukcji budowlanych obiektów mieszkalnych i przemysłowych.
- Produkcja wyrobów betonowych za pomocą gotowania na parze.
- Budowa obiektów z zastosowaniem różnych metod obróbki cieplnej i wilgotnościowej.
- Urządzenie jezdni.
- Produkcja rur betonowych do urządzeń komunikacji inżynierskiej.
- Budowa konstrukcji mostowych i wiaduktów.
- Przygotowanie zapraw tynkarskich i murarskich.
Mieszanki betonowe i zaprawy na bazie cementu żużlowo-portlandzkiego w naszym kraju nie są zbyt rozpowszechnione. Są produkowane fabrycznie, a ich zastosowanie w budownictwie jest kontrolowane przez inżynierów budownictwa.
