Шлакопортландцемент — гидравлическое вяжущее, которое получают путем измельчения или раздельного смешивания измельченного портландцементного клинкера и гранулированного доменного шлака с небольшой добавкой гипса. Составляющая шлака в этом цементе находится в пределах 40-60% от массы цемента. Более высокое допустимое содержание шлака в портландцементе по сравнению с содержанием активной минеральной добавки в пуццолановом портландцементе объясняется его способностью к самотвердению, тогда как природные добавки такими свойствами не обладают. В то же время вяжущая активность шлака возрастает с увеличением модуля основности, а именно с увеличением содержания в шлаке оксида кальция, который образует в шлаке соединения с диоксидом кремния и оксидом алюминия. аналогичные с минералами цементного клинкера. И чем больше этих соединений и чем выше их основность, тем сильнее вяжущее действие шлака.

Наличие у шлаков самостоятельных вяжущих свойств позволяет увеличить их долю в шлакопортландцементе и способствует получению цемента с более высокими механическими и физическими свойствами, в частности морозостойкостью и воздухостойкостью, по сравнению с пуццолановыми портландцементами. При использовании высокоосновных шлаков большинство этих цементов ничуть не уступают по качеству обычным портландцементам. Некоторые виды шлакопортландцемента даже в начальной фазе демонстрируют интенсивное твердение. Его используют для производства быстросхватывающегося портландшлакового цемента.

Для производства быстротвердеющего шлакопортландцемента применяют алитоалюминатный быстрый клинкер и, в несколько меньших количествах, высокоосновный шлак.

Твердение шлакопортландцемента происходит по схеме пуццоланового портландцемента. Сначала происходит гидратация клинкерной части, затем продукты гидратации взаимодействуют со шлаковой составляющей цемента и проявляют в ней вяжущие свойства. При вторичном твердении портландцемента добавка гипса играет активную роль и выступает не только как замедлитель схватывания, но и как активатор вяжущих свойств шлака.

Процессы вторичного твердения шлакопортландцемента заключаются в следующем. Быстро охлажденный шлак содержит большую часть стекла, а именно неустойчивую метастабильную фазу, имеющую тенденцию переходить в устойчивое кристаллическое состояние. Вещества в метастабильном состоянии обладают высокой скрытой энергией, которая легко преобразуется в кинетическую энергию под воздействием болезнетворных микроорганизмов. Такими шлаковозбудителями являются водные растворы щелочей и сульфатов, особенно гидроксида кальция и гипса.

В водном растворе образуются ионы кальция, которые затем начинают вступать в химическое взаимодействие с ионами кремния и алюминия, расположенными в поверхностном слое частиц стеклофазы. При этом образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, то есть вещества, которые фактически придают цементу вяжущие свойства.

Роль сульфатов проявляется в их влиянии на алюминатную составляющую шлака. При этом образуются гидросульфоалюминаты кальция, которые также приводят к переходу стекла из метастабильного состояния в стабильное. Выделяющаяся скрытая энергия выражается в усилении вяжущего действия шлаковой части портландцемента.

Портландщелочные цементы имеют свойства, аналогичные пуццолановым портландцементам. Используя основные шлаки, особенно высокоосновные, можно получить шлакопортландцемент, ничем не уступающий обычному портландцементу.

Морозо- и воздухостойкость шлакопортландцемента выше, чем у пуццоланового портландцемента, но она все же не вполне удовлетворительна. Это ограничивает или запрещает применение шлакопортландцемента для бетонных конструкций, подвергающихся систематическому многократному смачиванию и высыханию, замораживанию и оттаиванию, а также для бетонных работ при низких температурах ниже +10 градусов без искусственного подогрева.