Суперсульфатированные цементы: обзорный анализ особенностей свойств, сырья, перспектив производства и применения

Abstract

В настоящее время актуальными являются исследования, направленные на разработку альтернативных вяжущих, которые могут частично или полностью заменить портландцемент. При этом приоритетами являются минимальное воздействие на экологию (в т.ч. пыление и выбросы CO2), энергосбережение, рациональное природопользование за счёт утилизации техногенных отходов. Крайне перспективными с указанных позиций являются, cуперсульфатированные цементы (ССЦ), которые на 80–85 % состоят из алюмосиликатного компонента; на 10–20 % из сульфатного компонента и 3–5 % щелочного активатора. Традиционным для ССЦ алюмосиликатным компонентом является доменный гранулированный шлак (ДГШ), однако в связи со снятием требований к содержанию в его составе оксида алюминия (не ниже 14 %), появилась возможность его частичной или полной замены другими техногенными или природными алюмосиликатнымие продуктами. В качестве сульфатного компонента вместо природного гипсосодержащего сырья все чаще рассматривается техногенное (фосфогипс, десульфуризационный гипс) как в форме дигидрата, так и в форме ангидрита и полугидрата. Благодаря такому составу и возможности использования в качестве основных компонентов отходов, данный вид цемента характеризуется значительно меньшими выбросами СО2 в окружающую среду и энергетическими затратами на производство, в сравнении с портландцементом. В статье описаны особенности механизма гидратации ССЦ, предопределяющие его основные свойства: низкое тепловыделение, высокая стойкость в сульфатных и хлорных средах, кислотостойкость. Рассмотрены недостатки – длительные сроки твердения, пониженные показатели по морозостойкости, высокая скорость карбонизации. Описаны способы борьбы с недостатками ССЦ и перспективы дальнейших исследований.