Наиболее целесообразные для практического использования щелочные материалы
В качестве щелочного компонента в шлакощелочных вяжущих применяются соединения щелочных металлов, дающие в водных растворах щелочную реакцию. Эти соединения по характеру взаимодействия со шлаками подразделяются на четыре группы :
- I группа - едкие щелочи (едкий натр по ГОСТ 2263-79, едкое кали по ГОСТ 9285-78, смесь плавленных щелочей по МРТУ 6-08-194-64);
- II группа - несиликатные соли слабых кислот - карбонаты (сода синтетическая кальцинированная по ГОСТ 5100-73, сода кальцинированная техническая по ГОСТ 10689-75, содощелочной плав по ТУ 6-03-294-71, поташ по ГОСТ 10690-73), фтористый натрий по ГОСТ 2871-75 и т.п.;
- III группа - силикатные соли и растворимые стекла по ГОСТ 13079-67 с силикатным модулем 0,5-2,5, в том числе орто-мета-дисидикаты натрия и калия;
- IV группа - алюминатные соли - алюминаты натрия и калия.
Природа щелочного соединения определяет активность вяжущего.Соли щелочных металлов, дающих щелочную реакцию, в порядке уменьшения степени влияния на активность шлакощелочного цемента располагаются в следующий ряд:
R2SiO3 > R2O ·Al2O3 > R2CO3 > RF > R2SO3
Установлено, что эффективность применения соединений щелочных металлов определяется модулем основности шлака.
Так, для шлакощелочных цементов на основных шлаках, независимо от условий твердения, может применяться щелочной компонент любой группы, на кислых (Мo≤1) - щелочные компоненты I и III групп. Что касается щелочных компонентов II группы, то они рекомендуются для цементов на основе кислых шлаков, твердеющих в условиях тепловлажностной обработки, а в сочетании со щелочными компонентами I и III групп становятся эффективными и при естественном твердении.
Кроме указанных технических продуктов, в производстве шлакощелочного цемента могут быть использованы щелочесодержащие побочные продукты и отходы производства после их непосредственного опробования в цементах.
В отличие от чистых технических продуктов, отходы промышленных производств содержат различные органические и минеральные примеси, которые могут оказывать различное действие на свойства шлакощелочных цементов.
В исследованиях наиболее часто в качестве щелочных компонентой пользуются:
- едкий натр NaOH;
- кальцинированная сода Na2CO3;
- содощелочной плав;
- метасиликат натрия Na2SiО3(Na2О · SiО2) (растворимое стекло с модулем М = 1);
- дисиликат натрия Na2Si2О5(Na2О -2SiО2) (растворимое стекло с модулем М = 2);
- жидкое стекло;
- поташ.
Указываются сроки схватывания шлакощелочных цементов, в зависимости от вида шлака на метасиликате натрия: начало - 15-20 минут, конец - 30-40 минут; на кальцинированной соде: начало - 1 час и более, конец от 2 часов 30 минут до 5 часов.
Приводятся следующие показатели марки (активности)
различных опытно-промышленных партий шлакощелочных цементов (при естественном
твердении и пропаривании):
- на соде и содощелочном плаве - от 300 до
550;
на метасиликате и дисиликате натрия - от 800 до 1200.
Были проведены испытания этих цементов в бетонах. При этом были выпущены опытно-промышленные партии бетонов следующих марок:
- на соде и содощелочном плаве - от 300 до 600;
- на метасиликате и дисиликате натрия - от 700 до 1000.
Прочность бетона зависит от вида шлака и концентрации щелочного компонента.
Имеются данные по использованию в качестве щелочного компонента едкого натра NaOH, применение которого рационально при использовании кислых шлаков. Предел прочности при сжатии образцов из теста нормальной густоты - 45-65 МПа для основных шлаков и 58-70 МПа для кислых шлаков. Предел прочности при сжатии образцов из раствора 1:3 - 30-48 МГЦ для основных шлаков и 48-60 МПа для кислых шлаков.
