Доля шлака в минерально-шлаковых вяжущих, исходя из необходимости возрастающей степени наполнения шлака горной породой, постоянно уменьшается. Если используется горная порода, индифферентная к щелочам (кальцитовый известняк, мрамор, барит и др.), то уменьшение содержания шлака при одной и той же дозировке щелочи от массы смешанного вяжущего равносильна повышению содержания щелочи, приходящейся на шлак и взаимодействующей с ним. Так, например, в смешанном вяжущем при соотношении шлак : порода = 1 : 1 и дозировке щелочи в количестве 3% от массы смеси на шлак приходится 6% щелочи, а при соотношении шлак : порода = 1:4 при дозировке щелочи 2% на шлак приходится уже 10%.

Установлено, что с понижением водо-шлакового отношения (В/Ш) при неизменном содержании щелочи ее молярность (ионная сила) и рН раствора в композиционном материале сильно возрастают, обеспечивая его связывание с крем-некислородным остовом стекла. Роль малых добавок щелочей при этом сводится к начальному каталитическому воздействию на шлаковое стекло.

 
Для приготовления минерально-шлаковых вяжущих и бетонов на их основе использовалось семь разновидностей шлаков с 5 =330-уд 350 м²/кг и более десяти видов горных пород различных месторождений, в том числе глины, суглинки, опоки, известняки, доломиты, кремнеземистые и глауконитовые песчаники, халцедоны месторождений Пензенской области, песок Сызранского и песчано-гравийная смесь и известняк Жигулевского месторождений Самарской обл.

Для сравнения основных показателей минерально-шлаковых композиций с аналогичными показателями традиционного цементного вяжущего использовался цемент Вольский М400. В качестве заполнителей использовались: песок Сурский (ГОСТ 8736-93) с М =1,5, фракционированные отсевы камнедробления карбонатных пород Иссинского карьера Пензенской обл. (ГОСТ 8267-93), дробленый отсев ПГС Жигулевского карьера фракции 5—10 мм, дробленый доломит ст. Сатка, Челябинской обл. и Павловского карьера Воронежской обл. фракции 5~10 мм, крупные заполнители фракции 5-20 мм из горных пород, керамзитовый гравий Пачелмского завода Пензенской обл.

Для модификации минерально-шлаковых вяжущих и строительных материалов на их основе использовались химические добавки различного функционального назначения: активизаторы твердения - щелочь 1ЧаОН (ГОСТ 2263-79), жидкое стекло (ГОСТ 13078-81), КОН (едкий калий технический) по ГОСТ 9285-78, сода техническая кальцинированная Ыа2С03 (ГОСТ 510-85), поташ К2С03 (ГОСТ 10690-81), известь негашеная кальциевая СаО (ГОСТ 9179-81); пластифицирующие - порошкообразный пластификатор С-3 (ТУ 6-36-02429-625).

В экспериментах соотношение компонентов вяжущего принималось как «горная порода : шлак» - от 1 : 9 до 9 : 1. Содержание активизатора принималось минимальным и составляло 2% от массы смеси вяжущего. Образцы и изделия изготавливались методом прессования при раличных давлениях и методами виброуплотнения и вибропрессования при влажности смеси от 12 до 34%.

Физико-механические характеристики безобжиговых малощелочных минерально-шлаковых вяжущих и бетонов на их основе различных составов представлены в таблице.

Данные проведенных исследований свидетельствуют о том, что наличие во многих регионах РФ многотоннажной сырьевой базы в виде местных природных ресурсов и промышленных отходов позволяет в широком диапазоне регулировать физико-механические и эксплуатационные характеристики как самих минерально-шлаковых вяжущих, так и бетонов на их основе с учетом требований к каждому виду продукции строительной индустрии.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента и газобетона можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок цемента в России» и «Рынок газобетона автоклавного и неавтоклавного способов твердения в России».

В. Л. ХВАСТУНОВ, доктор техн. наук, доцент;

В. И. КАЛАШНИКОВ, доктор техн. наук, профессор;

А. В. ХВАСТУНОВ, бакалавр,

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства