Минеральные добавки в цементе. Что добавляют в цемент, и на что это может повлиять

Люди начали использовать минеральные компоненты в строительных смесях ещё в античные времена. А в современном строительстве активные минеральные добавки используют в самом распространенном строительном материале: портландцементе.

Важные вехи в истории минеральных добавок в цементе:

1878 г.

Начало промышленного использования доменного гранулированного шлака — отходов металлургического производства — в качестве добавки к готовому портландцементу.

1882 г.

Разработка шлакопортландцемента (шлак как часть цемента) позволила эффективно задействовать вторичное сырье металлургического производства и улучшить свойства вяжущих материалов. Автор технологии — В. Михаэллис.

1898 г.

Внедрение песка в качестве наполнителя в цементе. Это расширило спектр доступных минеральных компонентов.

1900 г.

Применение известняка в цементных смесях. Это позволило оптимизировать состав и свойства строительных материалов.

1905 г.

Старт широкого применения зол в качестве минеральных добавок в цементной промышленности ряда европейских стран.

Эффекты от применения минеральных добавок

Добавочные цементы стали широко применять благодаря трём ключевым положительным эффектам:

Энергетический эффект

Снижается удельное потребление энергии в кВт*ч/т на производство цемента благодаря частичной замене клинкера минеральными добавками.

Экономический эффект

Сокращается себестоимость производства, что позволяет предлагать цемент по более конкурентным ценам без потери качества, делая строительство доступнее.

Экологический эффект

Включение вторичного сырья в состав цемента снижает потребность в первичном сырье и уменьшает экологический след производства.

Общее влияние добавок на свойства цемента

Сегодня добавочные цементы, т.е. цементы с различными минеральными добавками, занимают существенную или даже преобладающую долю в общем объёме производства цемента во многих странах мира. Объём производства цементов с минеральными добавками в России ниже среднемировых показателей, однако у отрасли есть значительный потенциал для развития в этом направлении.

Так же, добавочные цементы характеризуются целым рядом положительных особенностей по сравнению с бездобавочными портландцементами, благодаря введению минеральных компонентов — шлаков, золы-уноса, пуццолановых добавок и др., которые целенаправленно изменяют структуру и химический состав цементного камня.

Снижение содержания трёхкальциевого алюмината — С₃А

Добавки уменьшают долю С₃А — компонента, активно реагирующего с сульфатами и провоцирующего образование разрушительного эттрингита в бетоне. В результате повышается сульфатостойкость, бетон лучше подходит для зон с агрессивными грунтовыми водами, морским климатом и зон с частым переходом температуры из положительной в отрицательную.

Пуццоланическая реакция

Некоторые минеральные добавки вступают в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция Ca(OH)₂, выделяющимся при твердении цемента и легко вступающим в реакции с сульфатами и другими агрессивными веществами. Образуются дополнительные низкоосновные гидросиликаты кальция, которые:

• уплотняют структуру бетона
• снижают проницаемость для воды, сульфатов и хлоридов
• блокируют пути проникновения агрессивных ионов вглубь материала
• замедляют процессы коррозии
• уменьшают высолообразование, т.е. появление солевых пятен на поверхности

Заполнение пор и микротрещин

Тонкомолотые добавки действуют как «микронаполнитель». Они заполняют пустоты между частицами клинкерных минералов. В результате:

• повышается плотность цементного камня
• снижается водопоглощение и диффузия вредных веществ
• улучшается морозостойкость и трещиностойкость

Стабилизация взаимодействия с заполнителями

Некоторые добавки предотвращают щелочную коррозию реакционноспособных заполнителей — песка, щебня. Они нейтрализуют агрессивное воздействие щелочей цемента. В результате снижается риск внутренних разрушений и внезапного ухудшения свойств бетона.

Формирование устойчивых гидросиликатных фаз

В процессе твердения образуются стабильные соединения, менее подверженные воздействию внешней среды по сравнению с гидратными фазами бездобавочного портландцемента.

Доменные шлаки как минеральный компонент цемента

Главный минеральный компонент, который долгое время используют в нашей стране, — доменные шлаки. Их применяют уже более 150 лет:

1865 г. — шлаки обработали водой и обнаружили их способность затвердевать в воде. Начали выпускать стеновые камни из смеси извести и шлака.

1920-е г.г. — в Днепропетровске и Кривом Роге построили набивным способом первые крупные здания из шлакобетона — это бетон с добавлением шлака.

1913–1914 г.г. — в Днепропетровске запустили первый завод по производству шлакопортландцемента — ЩПЦ. И примерно в это же время начали выпускать ШПЦ на Косогорском металлургическом заводе в Туле.

После в СССР доля ШПЦ достигла 30 % от общего объёма производимого цемента.

Для производства цементов с добавлением шлака чаще всего используют основные и кислые доменные гранулированные шлаки, а также шлаки электротермофосфорного производства. В небольших количествах применяют и другие виды металлургических и топливных шлаков. Они нужны как дополнительное сырьё при изготовлении клинкера.

Как получают шлаки для цемента

Традиционно их получают тремя способами:

Мокрая грануляция

Такой шлак содержит много стекловидной фазы — до 95 %. Это считается преимуществом с точки зрения эффективности применения. Но есть и недостаток — очень высокая влажность — до 40 %. Из-за этого требуется много топлива для сушки — до 80 кг условного топлива на 1 тонну сухого гранулята, что увеличивает стоимость цемента.

Полусухая грануляция

Такой шлак сочетает черты мокрой и сухой грануляции — содержание влаги ниже, чем при мокром способе, но выше, чем при сухом. Это позволяет сократить расход топлива на сушку по сравнению с мокрой грануляцией, сохраняя при этом достаточную реакционную способность шлака. В результате достигается баланс между технологичностью использования и сохранением полезных свойств благодаря наличию стекловидной фазы.

Сухая грануляция

В этом случае шлак практически не содержит свободной воды, что полностью исключает этап сушки перед использованием в цементном производстве. Преимущества: экономия топлива, отказ от оборудования и производственных линий для предварительной сушки, удобство транспортировки и хранения из-за низкого содержания влаги.

К недостаткам можно отнести более низкое, чем у шлаков мокрой грануляции, содержание стекловидной фазы, что потенциально снижает реакционную способность. Требуется более тщательный контроль дисперсности, т.е. степени измельчения шлака, чтобы компенсировать возможное снижение реакционной способности.

Дисперсность шлака

Несмотря на разницу в технологии получения, шлаки, полученные из одной партии доменного выпуска разными способами — мокрым, полусухим, сухим, — обладают примерно одинаковой реакционной способностью, т.е. способностью вступать в химическую реакцию с другими веществами. Это могут быть растворы щелочей вроде NaOH с образованием новых соединений, обладающих вяжущими свойствами. При этом содержание стекловидной фазы в общей массе шлака не является главным фактором эффективности применения доменного гранулированного шлака. Важнее другие параметры:

• дисперсность — это степень измельчения шлака.
• температурно-влажностные условия, при которых шлаковые минералы вступают в реакцию с водой.

В доменных шлаках содержатся разные минералы: однокальциевый силикат, геленит, окфманит, мелилит и др. Из них только β-C2S обладает гидравлической активностью, т.е. способностью затвердевать в воде.

Ключевую роль в свойствах добавочных цементов играет именно дисперсность шлака. Поэтому основная задача заключается в поиске наилучших способов помола шлака для получения цемента с нужными характеристиками.

Наиболее эффективным способом оказался раздельный помол компонентов цемента:

1. Первым шагом идет измельчение клинкера, который является основой цемента. Под него подбирается оптимальный режим помола с учётом особенностей материала.
2. Второй шаг — измельчение шлака. Параметры его помола настраиваются дополнительно, чтобы достичь нужной степени дисперсности.
3. И третий шаг — смешивание компонентов. Измельчённый клинкер и тонкомолотый шлак объединяют в заданных пропорциях, используя специализированное оборудование.

Цель такого подхода — получить оптимальный дисперсно-гранулометрический состав как для каждого компонента, так и для всей цементной смеси в целом. Это позволяет улучшить свойства добавочного цемента по сравнению с технологией совместного помола всех компонентов в одной мельнице.

Преимущества и недостатки добавочных цементов со шлаком

По сравнению с обычным портландцементом, добавочные цементы со шлаком обладают рядом преимуществ:

• повышенная прочность на изгиб и растяжение.
• низкая ползучесть бетона, т.е. меньшая склонность к деформации под нагрузкой со временем.
• в ряде случаев — достаточная морозостойкость.
• повышенная долговечность в агрессивных средах, прочность со временем нарастает активнее.
• пониженное тепловыделение, снижающее риск термического трещинообразования в массивных конструкциях.
• сниженная усадка.

При тепловлажностной обработке изделий происходит более активное связывание гидроксида кальция (Ca(OH)₂) минералами шлака, а также снижение кислотности жидкой фазы бетона.

Теоретически понижение pH может ухудшить защитные свойства бетона по отношению к металлическому каркасу конструкции. Но практический опыт показывает, что добавочные цементы не вызывают коррозии арматуры в бетонных конструкциях.

Добавочные цементы со шлаком продолжают активно внедряться в строительную отрасль. Спектр их применения постоянно расширяется. Такие цементы успешно используют в масштабных строительных проектах — ГЭС, строительстве дорог. Их широко применяют в строительной индустрии в целом. Такие цементы ценят за сочетание эксплуатационных характеристик и экономической эффективности.

В ходе анализа применения доменных гранулированных шлаков в производстве вяжущих веществ и бетонов выяснилось, что главная проблема, которая ограничивает их использование, — это меньшая скорость набора прочности получаемых материалов по сравнению с составами без добавок.

Поэтому сегодня одна из самых актуальных задач строительной отрасли — продолжить разработку рекомендаций, которые помогут эффективнее использовать тонкодисперсный доменный гранулированный шлак при изготовлении цемента и бетона. Решение этой задачи имеет важное экологическое значение.

Мировой опыт применения добавочных цементов со шлаком

Добавочные цементы со шлаком активно используют во многих странах мира — практика их применения обширна и разнообразна.

Франция

Плотина Бор во Франции построена почти полностью из шлакового цемента.

Структура производства:

• около 20 % — бездобавочный цемент
• около 80 % цементы с минеральными добавками

Китай

В Китае из 55 млн тонн шлаковых отходов 80 % гранулируют и пускают в производство цемента. Отвальный шлак задействуют в дорожном строительстве.

Болгария

В этой стране освоено производство сульфатно-шлакового цемента, в основе которого лежит фосфатный шлак.

Япония

Уровень использования металлургических шлаков вырос до 90 % уже к 1983 году. И значительная часть шлаков идёт на изготовление цемента.

США

В США провели исследования и подтвердили, что шлак существенно улучшает свойства цемента. В стране растёт выпуск современных многокомпонентных цементов с минеральными добавками.

Германия

В Германии повсеместно выпускают и применяют шлакосодержащие цементы — в том числе в ответственных предварительно напряжённых конструкциях. К примеру, из такого бетона построен мост на Рейне.

Пуццолановые добавки как минеральный компонент цемента

С античных времён люди знали: если смешать воздушную известь с вулканическим туфом, получится вяжущее вещество, которое твердеет даже в воде. Древние греки использовали для этого туф из Санторинского месторождения — из таких смесей делали растворы, стойкие и в пресной, и в морской воде. Римляне применяли вулканический туф с месторождения Пуццуоли. Позже подобные добавки получили название «пуццолановые».

В современной цементной промышленности пуццолановые минеральные добавки применяют для снижения энергоёмкости производства. Частичная замена клинкера уменьшает объём обжигаемого сырья и, соответственно, расход топлива на поддержание температуры около 1450 °C, а также снижает энергозатраты на помол. Помимо этого, такие добавки дают ряд других плюсов, например, использование трепела и опоки улучшает удобоукладываемость и снижает водоотделение бетонной смеси, повышает темп роста прочности, а также повышает плотность, водонепроницаемоть, водостойкость, трещиностойкость и коррозионную стойкость бетона, уменьшает высолообразование и является хорошим средством, предупреждающим щелочную коррозию заполнителя.

Однако рассмотренные виды добавок повышают водопотребность цемента, увеличивают усадку цементного камня или бетона в процессе твердения из-за испарения влаги, а также контракции. Контракция — это сокращение объёма системы «цемент-вода» в результате химических реакций гидратации, когда молекулы воды связываются с минералами цемента, образуя новые кристаллические структуры. Кроме того, эти добавки снижают прочность и морозостойкость бетона.

Один из распространённых примеров пуццолановой минеральной добавки — зола-уноса, получаемая на тепловых электростанциях. Чтобы добиться хорошего результата при использовании золы-уноса ТЭС, важно не просто заменять ею часть цемента, а тщательно подбирать состав бетонной смеси. Чтобы получить материал с нужными характеристиками при минимальном расходе цемента, нужно обращать внимание на несколько параметров:

• дисперсность.
• количество в составе смеси.
• химический состав (кислая или основная)

· Кислые золы содержат преимущественно диоксид кремния (SiO₂) и оксид алюминия (Al₂O₃), обладают выраженной пуццолановой активностью — вступают в реакцию с гидроксидом кальция, образуя дополнительные гидросиликаты кальция и тем самым повышая плотность и прочность цементного камня.

· Основные золы имеют повышенное содержание оксида кальция (CaO), могут проявлять самостоятельную вяжущую способность и быстрее участвовать в структурообразовании. Выбор типа золы напрямую влияет на кинетику твердения, конечную прочность и стойкость бетона к агрессивным средам.

Очевидно, что наилучший результат достигается, когда одновременно соблюдаются два условия:

• подобраны оптимальные размеры частиц золы
• определено подходящее количество золы в составе смеси

Преимущества добавочных цементов с золой ТЭС

В лёгких и тяжёлых бетонах зола:

• позволяет сократить расход цемента до 25%.
• особенно эффективна, когда изделия подвергают обработке паром под высоким давлением.

Зола ТЭС вместо кварцевого песка в керамзитобетоне:

• снижает плотность бетона на 100–150 кг/м³
• сокращает расход цемента на 20–40 кг на каждый м³ бетона
• не ухудшает теплофизические свойства материала
• улучшает морозостойкость и защитные свойства по отношению к стальной арматуре, которая становится лучше защищена от коррозии.

Зола в качестве мелкого заполнителя в тяжёлых бетонах

• заметно повышает эксплуатационные характеристики готовых изделий
• при этом не требуется увеличивать расход цемента

Бетоны низких классов по прочности — для стеновых блоков

• за счет золы удаётся снизить расход цемента вплоть до 150 кг/м³ бетона
• одновременно повышается морозостойкость материала, вплоть до марки F150. Это означает, что бетон выдерживает 150 циклов замораживания и оттаивания без потери свойств.

Исследования пуццолановых добавок

Пуццолановые добавки достаточно хорошо изучены в строительной отрасли. Рассмотрим несколько примеров, которые позволяют лучше понять их влияние на свойства конечного продукта.

Еще во времена СССР в Чехословакии изучали, что будет, если заменить часть цемента в растворе золой. Выяснилось, что прочность раствора снижается, причем, и сразу после расформовки, и спустя 28 суток. На основе этих наблюдений специалисты дали практический совет: лучше использовать грубодисперсную золу, т.е. золу с относительно крупными частицами, и вводить её не вместо цемента, а вместо 10 % тонкой фракции песка в составе раствора. Такой подход не приводит к потере прочности материала.

В Эстонии при выпуске портландцемента с минеральными добавками сейчас используются пылевидные известково-сульфатные разновидности сланцевых зол, что решает проблему сырья для цементной промышленности. Так же эти разновидности зол применяют в технологии изготовления изделий с автоклавной обработкой.

Зола или шлак?

В одном из исследований путём совместного помола изготавливались цементы с содержанием золы от 15 до 50% и сравнивались с цементами, при производстве которых использовался доменный гранулированный шлак. Исследователи выяснили:

• Цементы с золой прочнее — во все сроки твердения они демонстрируют более высокие показатели как при сжатии, так и при изгибе.
• Цементы с 15 % золы имеют лучшие показатели по морозостойкости и сульфатостойкости.

Зола вместо песка

В другом исследовании решили проверить, насколько эффективно можно использовать золу сухого отбора, полученную на Сызранской ТЭС, чтобы сократить расход цемента в бетонных смесях. Ключевой характеристикой золы была её удельная поверхность — 460 м²/кг. Золу вводили в бетонную смесь вместо равноценного количества песка. Был отмечен рост прочностей, позволяющий сокращать расходы цемента при сохранении необходимых эксплуатационных свойств бетона. В результате дальнейших экспериментов выяснили, что применение такой золы даёт существенную экономию цемента:

• В тяжёлом бетоне класса прочности B10-В30 удаётся сократить расход цемента на 13-45%
• В керамзитобетоне класса В5—В7,5 экономия ещё более заметная — 45–60 %.

Применение активного кремнезёма

Активный кремнезем, содержащийся в мелких фракциях лёгких заполнителей, способен связывать гидроксид кальция, т.е. проявлять пуццолановую реакцию. Это даёт возможность сокращать расход цемента в бетонных смесях.

Как это работает на практике:

— Тонкодисперсные частицы, содержащие кремнезём, в сочетании с эффектом самовакуумирования, т.е. образования локальных зон пониженного давления, крупного заполнителя создают несколько важных преимуществ:

• поддерживают длительное увлажнение цементного камня, то есть сохраняют нужный уровень влажности, необходимый для твердения
• обеспечивают благоприятные условия для процесса твердения бетона
• способствуют быстрому росту прочности цементного камня
• улучшают прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем, т.е. делают соединение между компонентами бетона более надёжным.

— Влияние дисперсности заполнителя. Чем мельче частицы заполнителя, тем активнее проявляется его пуццоланическая активность — способность вступать в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция.

Согласно принципу Ла-Шателье, это приводит к двум важным эффектам:

• усиливается гидратация минералов клинкера — активнее протекают химические реакции, в ходе которых минералы цемента взаимодействуют с водой
• прочность бетона растёт более интенсивно с течением времени, что создаёт дополнительный резерв для экономии цемента.

Основываясь на этих принципах, в качестве добавки, стали использовать микрокремнезём (ультрадисперсный аморфный SiO₂, часто побочный продукт производства ферросплавов). Дозируя микрокремнезём отдельно, можно получать более контролируемый и более выраженный эффект пуццолановой реакции.

Применение тонкодисперсного перлита

Исследование применения тонкодисперсного перлита Мухор-Талинского и Закультинского месторождений привело к следующим выводам:

• в бетонах, подвергаемых тепловой и автоклавной обработке, произошло сокращение расхода цемента на 30–50% без потери прочности.
• в бетонах, твердеющих в нормальных условиях, добились экономии цемента до 15% без снижения прочности.
• оказалось, что продолжительность тепловой обработки бетона с тонкодисперсным перлитом сокращается на 2 часа благодаря более высокой скорости роста прочности.

Шунгитовые породы как минеральный компонент бетона

Исследования показали, что применение тонкодисперсного шунгита в качестве активного минерального компонента при автоклавной обработке изделий из силикатного бетона позволяет заменить до 15 % вяжущего вещества в составе смеси. Без потери эксплуатационных характеристик готового изделия.

Известняки как минеральный компонент цемента

Известняки уже давно зарекомендовали себя как эффективная добавка, позволяющая целенаправленно корректировать технологические и эксплуатационные характеристики бетона. Их применение даёт возможность улучшить ключевые свойства бетонных смесей — пластичность, однородность, водоудерживающую способность. Также они помогают оптимизировать процесс твердения, снижая тепловыделение и усадочные деформации.

При добавлении известняка в цемент происходит его химическое взаимодействие с алюминатами. В результате ускоряется гидратация цемента. Научные основы этого явления были заложены в РХТУ им. Д. И. Менделеева — там с середины XX века систематически изучали, как карбонатные добавки, в числе которых кальцит, доломит, магнезит, влияют на свойства цемента и бетона. П.П. Будниковым с соавторами еще в 1959 г., было установлено, что карбонаты кальция и магния вступают в реакцию с алюмосодержащими составляющими цемента. При этом образуется непрерывный ряд твёрдых растворов с общей формулой:

3СаО·Аl₂O₃·СаСО₃·12Н₂О — 3СаО·Аl₂O₃·3Са(CO)₃·32Н₂O.

В ходе последующего твердения формируются устойчивые соединения:

Четырёхкальциевый монокарбонатный гидроалюминат

3СаО·Аl₂O₃·0,25·CaCO₃·11H₂O.

На дальнейших стадиях возможно образование шестикальциевого трёхкарбонатного гидроалюмината

3СаО·Аl₂O₃·3CaCO₃·(30—32)·H₂O.

Ключевая особенность этих новообразований — высокое содержание химически связанной воды, что благоприятно сказывается на свойствах бетонных смесей, цементного камня и бетона в целом.

Чтобы добиться стабильного результата, важно контролировать три параметра:

1. Количество вводимого известняка должно быть оптимальным, т.к. избыток может ухудшить свойства цемента.
2. Тонкость помола известняка. Чем мельче частицы, тем равномернее они распределяются и активнее вступают в реакции.

Рассмотрим, чего помогают добиться цементы с известняком в составе:

Оптимизация характеристик бетонной смеси

• водопотребность — это то количество воды, которое нужно для достижения оптимальной удобоукладываемости
• расслаиваемость — это дефект бетонной смеси, влияющий на однородность
• водоотделение — это отделение воды от твёрдой фазы в бетоне
• усадка цементного камня — это уменьшение объёма при твердении

Улучшение полезных свойств бетона и бетонных смесей

• повышение плотности и однородности структуры
• увеличение водоудерживающей способности, т.е. способности смеси сохранять воду
• улучшение пластичности для удобства укладки и формования

Оптимизация процесса твердения

• снижение тепловыделения бетона. Это особенно важно при строительстве массивных сооружений, где избыточное тепло может вызывать трещины
• уменьшение усадочных деформаций

Получение эстетического эффекта

Изделия на основе такого цемента приобретают светлый оттенок, что ценно для отделочных материалов и сухих строительных смесей.

Итак, известняк — это не просто инертный наполнитель, а функциональная добавка, способная целенаправленно корректировать свойства бетона. При грамотном подходе известняки в качестве минеральной добавки становятся эффективным инструментом оптимизации цемента и цементосодержащих продуктов.

Опыт применения минеральных добавок в ЦЕМЕНТУМ

Компания «ЦЕМЕНТУМ» накопила значительный опыт в применении минеральных компонентов при производстве добавочных цементов, гармонично объединив локальные традиции и глобальные стандарты. В основе её компетенций — проверенные решения советского периода, передовые практики мировой цементной отрасли, полученные в составе команды Холсим (Holcim), а также собственные инновационные разработки последних лет.

Формирование продуктового портфеля компании добавочных цементов стало возможным благодаря трем ключевым факторам:

• развитым технологическим решениям
• отлаженному промышленному производству
• активной научно-исследовательской деятельности в лабораториях производственных площадок и Исследовательском центре компании.

Результатом этой работы стали конкурентоспособные продукты, которые демонстрируют отличные физико-механические характеристики.

Самым популярным добавочным цементом, производимым на всех четырёх цементных заводах компании «Цементум» является ЦЕМ II/А-И 42,5Н (или Б, в зависимости от производственной площадки). В его составе содержится известняк, добываемый в тех же карьерах, что и сырье для производства клинкера. На всех площадках проходит тщательная селективная выборка породы для применения ее в качестве минеральной добавки при производстве портландцемента.

Известняк в г. Вольск Саратовской области — это меловые горы, состоящие из чистого белого известняка высочайшего качества, ставшего основой развития местной цементной промышленности: он отличается оптимальным химическим составом с высоким содержанием оксида кальция и минимальным количеством вредных примесей. Благодаря запасам такого известняка Вольск стал одним из центров цементной промышленности России. Еще в 1896-1914 гг. здесь построили четыре завода — «Коммунар», «Красный Октябрь», «Большевик» и «Комсомолец». Сегодня из четырех заводов сохранился один. «Большевик» был реорганизован и является частью компании «ЦЕМЕНТУМ», его продукция использовалась при строительстве Останкинской телебашни, Беломорканала, БАЭС, мечети Кул-Шариф, мостов через Волгу и многих ГЭС.

Известняк в Ферзиково Калужской области, добываемый на Борщевском месторождении, отличается высоким качеством и идеально подходит для цементного производства: он также характеризуется высоким содержанием оксида кальция и минимальным количеством оксидов магния и кремния​, что критически важно для получения качественного цементного клинкера. Борщёвское месторождение имеет морское происхождение и сформировалось около 300 миллионов лет назад в каменноугольный период, когда территория современной Калужской области была дном древнего моря, населённого иглокожими и ракообразными.

В Ферзиково находится самый молодой завод компании «ЦЕМЕНТУМ». Карьер и завод соединены ленточным конвейером длиной 5,5 км — одним из самых протяженных в Европейской части мира.

Щуровский известняк в Московской области добывается на Приокском месторождении. Он сформировался в каменноугольном периоде палеозойской эры около 300 млн лет назад как морские отложения. Благодаря возрасту, чистоте и высокой плотности он стал ценным сырьём для цементной промышленности. С 1870 года на базе этого месторождения работает один из первых цементных заводов России, основанный Эмилем Липгартом и входящий в состав компании «ЦЕМЕНТУМ». Местный известняк обеспечивал предприятие качественным материалом для производства цемента, который участвовал в формировании «белокаменного» облика Москвы. Нигде больше в Подмосковье не встречается такого разнообразия и сохранности окаменелостей, начиная от каменноугольного периода до юры.

Известняк в районе Воскресенска Московской области добывается на Афанасьевском месторождении. Он так же сформировался в каменноугольном периоде палеозойской эры (300–360 млн лет назад) в условиях тёплого мелководного моря и относится к гжельскому ярусу — эталонному геологическому разрезу. Порода имеет плотную мелкокристаллическую структуру, горизонтальную слоистость с чередованием известняковых и глинистых прослоев. Месторождения, расположенные в долинах Москвыреки и её притоков, исторически служили сырьём для цементной промышленности. Воскресенский цементный завод входит в состав компании «ЦЕМЕНТУМ», и его продукция поступала на строительство таких знаковых объектов, как Московский метрополитен, МКАД и Волго-Балтийский канал. В постсоветские годы продукция завода использовалась при строительстве Храма Христа Спасителя, стадиона «Сатурн» в Раменском и ряде других сооружений.

Популярность цемента с минеральными добавками ЦЕМ II/А-И обусловлена широкой областью применения, выделяющимися потребительскими свойствами и привлекательной стоимостью. При этом по самому важному критерию, которым руководствуется практически 100% потребителей, по прочностным показателям в бетоне, эти цементы достигают сопоставимых и часто превосходящих результатов относительно прямых конкурентов — цементов ЦЕМ I от конкурентных компаний на рынке.

Портландцемент ЦЕМ II/А-И способен обеспечить ряд существенных изменений в эксплуатационных характеристиках бетонных и растворных смесей, а также самих бетонов.

Снижение водоотделения

Это критически важно на низких расходах вяжущего или чистых инертных материалах. Известняк взаимодействует с гидроксидом кальция и влияет на электрокинетический потенциал цементно-водной системы, повышая её устойчивость. Кроме того, важную роль играет и оптимальный гранулометрический состав цемента — доля зёрен 5-10 микрон > 35 %, — он способствует формированию равномерной структуры и сдерживанию водоотделения.

Улучшение технологичности

В том числе и улучшение перекачиваемости и удобоукладываемости. Присутствие известняка увеличивает однородность и связность раствора, что положительно сказывается на удобоукладываемости. Так же за счет снижения вязкости уменьшается трение между частицами на микроуровне структуры смеси, что облегчает её перекачку.

Снижение усадки

За счет снижения пористости цементного камня. Заполнение пустот между клинкерными минералами ослабляет капиллярные силы при испарении воды, к тому же снижает скорость потери влаги, что уменьшает риск пластической усадки в ранние сроки набора прочности.

Ускорение набора начальной прочности

Оптимизированный гранулометрический состав способствует более быстрому формированию структуры цементного камня, а равномерное распределение более мелких частиц известняка увеличивает площадь контакта продуктов гидратации.

Повышение водонепроницаемости, стойкости к агрессивным средам, долговечности

Структура бетона становится более плотной, снижается водопроницаемость, повышается долговечность конструкций в условиях воздействия влаги.

Снижение тепловыделения при твердении

Клинкерная часть цемента снижается в добавочных цементах на долю введения минеральных добавок, снижая общее количество тепловой энергии, выделяемой при гидратации.

Оптимизация водоцементного отношения

Более стабильная смесь позволяет вводить большее количество пластификатора, что открывает возможность лучше оптимизировать общее содержание воды в смесях.

Улучшение качества бетонной поверхности

Известняк в составе цемента снижает водоотделение и расслоение смеси, что предотвращает образование дефектов на поверхности бетона и способствует получению качественного, гладкого покрытия.

Снижение рисков высолообразования

Известняк в составе цемента уплотняет структуру цементного камня и снижает его пористость, что ограничивает капиллярный подъём влаги и миграцию растворимых солей к поверхности — а именно они формируют высолы. Кроме того, частицы известняка могут вступать во взаимодействие с компонентами цемента, уменьшая количество свободного гидроксида кальция и тем самым снижая риск появления высолов.