Гранулированный доменный шлак (S)

Гранулированный доменный шлак является силикатом с различными добавками второстепенных оксидов, таких как MgO, FeO и т.д. Он является латентным гидравлическим веществом. Гранулированный доменный шлак получают путем быстрого охлаждения шлакового расплава соответствующего состава, который образуется в доменной печи для плавки железной руды. Он содержит не менее двух третей массовых долей стеклообразных веществ. Шлак имеет гидравлические свойства и при надлежащих условиях затвердевает в прочное камневидное тело. Гранулированный доменный шлак должен по меньшей мере на две трети массовых долей состоять из оксида кальция (СаО), оксида магния (MgO) и диоксида кремния (SiO₂). Остальное образуют оксид алюминия А1₂О₃ и незначительные количества других соединений. Массовое соотношение (СаО+MgO)/SiO₂) должно быть больше 1,0.

Доменные шлаки, используемые для производства цемента, имеют различные химические составы в зависимости от их происхождения. Доменный шлак, используемый в Западной Европе, в среднем имеет следующий химический состав: 30-39 % SiО₂, 33-48 % CaO, 9-18 % А1₂О₃. 2-13 % MgO, 0,1-1,0 % FeO и 0,5-1,8 % S^2- [4]. С помощью следующей формулы может быть оценена гидравлическая характеристика гранулированного шлака в зависимости от химического состава:

F= Уравнение 15

До сих пор это не удалось с помощью универсальной формулы с точностью определить гидравлические свойства шлаков по результатам химического анализа [4, 110, 111]. В общем, чтобы улучшить гидравлические свойства необходимо повысить содержание CaO, MgO и A1₂O₃. Но это справедливо только для содержания MgO примерно до 12 %. При содержании Al₂O₃ > 13% прочность улучшается только на ранней стадии. Недавние исследования, проведенные авторами [112] показывают, что, как правило, гидравлическая реакционная способность и сопротивление сжимающей силе значительно уменьшаются с увеличением содержания TiO₂ в целом.

Надежным методом тестирования гидравлической активности шлаков является лабораторное приготовление цемента из клинкера, гранулированного доменного шлака, гипса и его испытание на прочность и по мере необходимости на другие свойства. Для сравнения изготавливают и испытывают цемент, содержащий вместо гранулированного шлака равные пропорции инертного материала (например, как кремнезем, песок) с той же тонкостью помола [ 4, 8, 33].

Пуццоланы (P, Q)

Пуццоланы являются естественными или термически обработанными минералами вулканического происхождения – вулканические туфы, трассы, пемзы или осадочными породами с кремнистыми или алюмосиликатными композициями или их комбинациями. Пуццолановые добавки (названные в честь используемых с древних времен туфов г. Поццуоли близ Неаполя) являются латентно гидравлическими. Они затвердевают после смешивания с известью и водой. Затвердевание не является независимым, а происходит только в тонкоизмельченном состоянии ​​при нормальной температуре окружающей среды при взаимодействии пуццолановой добавки с водой и гидроксидом кальция с образованием прочности за счет образующего гидросиликата кальция и кальциевого гидроалюмината. Эти соединения аналогичны тем, которые образуются в результате твердения гидравлических вяжущих веществ. Пуццолановые добавки состоят в основном из химически активного диоксида кремния (SiO₂) и глинозема (А1₂О₃). Остаток содержит оксид железа (ΙΙΙ) (Fe₂O₃) и другие оксиды. Доля химически активного оксида кальция (СаО) незначительна для упрочнения. Массовая доля реактивного кремнезема (SiO₂) должна быть не менее 25%.

Пуццолановые добавки должны быть подготовлены должным образом, то есть, они должны, в зависимости от влажности и условия доставки, гомогенизированы, высушены или подвергнуты термообработке и измельчению.

Хотя у летучей золы и кремнезема одинаковые формулы, они рассматриваются в отдельных разделах.