Расширяющиеся цементы

Расширяющиеся цементы

Расширяющимися цементами называют безусадочные и напрягающие цементы, которые последнее время получили широкое распространение. Такие цементы характеризуются равномерным расширением, которое компенсирует усадку раствора или бетона, приготовленного на их основе. Благодаря этому предотвращается появление усадочных деформаций.

Особенности расширяющегося портландцемента

Расширяющиеся портландцементы в зависимости от расширения при твердении в водной среде делят на безусадочные, слаборасширяющиеся, среднерасширяющиеся и сильнорасширяющиеся. Расширяющийся гидроцемент быстро твердеет при тепловлажностной обработке пропариванием, которая приводит к нарастанию прочности благодаря взаимодействию алюминатов цемента, шлака и алюминатов клинкера. Расширяющемуся цементу отдают предпочтение при дорожных и ремонтно-восстановительных работах, а также в строительстве гидротехнических сооружений.

Основное назначение расширяющегося цемента — приготовление гидроизоляционных растворов и гидробетонов для гидроизоляции бетонных и железобетонных конструкций, такой гидроцемент является гидравлическим вяжущим, производство которого включает тонкий помол смеси клинкера, гранулированного шлака и минеральной добавки, а также гипса и высокоглиноземистого шлака, который стабилизирует и нейтрализует избыток сульфата кальция. В расширяющемся цементе содержится ангидрид серной кислоты, оксиды натрия и кальция. При его твердении образуются кристаллы гидросульфоалюмината кальция, которые кристаллизуются из гидрофазы с образованием волокнистых кристаллов.

Взаимодействие гидроксидов кальция с минеральными добавками приводит к образованию гидросиликатов кальция с участием гидроалюминатов кальция. Тепловлажностная обработка раствора гидроцемента ускоряет гидратацию клинкера. Пропаривание гипса приводит к связыванию в гидробетоне. При твердении в условиях продолжающейся тепловлажностной обработки расширяемый гидробетон практически не расширяется. Поскольку гидроцемент содержит минеральные добавки, образуются гидросиликаты кальция, из-за чего концентрация оксида кальция в гидробетоне снижается.

Рост прочности расширяемых гидробетонов после пропаривания происходит благодаря непрекращающейся гидратации. Высокоглиноземистый шлак часто заменяют сталерафировочным шлаком, а глиноземистый цемент бокситом. Гранулированный шлак используют в качестве минеральной добавки в гидроизоляционные составы. Лучшим режимом твердения гидробетона на основе гидроцементов является его твердение в водной среде. Расширяющимся цементам свойственна достаточно высокая морозостойкость, они выдерживют более 200 циклов замораживания и оттаивания, превосходное сцепление с арматурой, поэтому они рекомендуются к применению для гидроизоляции железобетонных конструкций.

Применение гидроизолирующего цемента ВРЦ

Гидроизолирующие цементные составы ВРЦ быстро схватываются и быстро твердеют. Их производят путем помола глиноземистого цемента, прочного гипса и гидроалюмината кальция. Глиноземистая компонента в цементе ВРЦ обеспечивает неизменность объема гидробетона. Расширение гидробетона на основе ВРЦ продолжается 2-3 суток. При этом начало схватывания гидроцемента ВРЦ наступает через 4 минуты, а финишное схватывание через 10 минут. Чтобы замедлить схватывание цемента, добавляют буру, виннокаменную или уксусную кислоту. Из-за этого цементную смесь ВРЦ в прошлом использовали в метротоннелях.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент ГГРЦ

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент ГГРЦ представляет собой быстро твердеющую цементную смесь, которая применяется для гидроизоляции железобетонных конструкций, стыков сборных железобетонных конструкций, гидроизоляции гидротехнических сооружений. Гидроцемент ГГРЦ схватывается через десять минут и твердеет через четыре часа от затворения. Каким же образом гипсоглиноземистая смесь обеспечивает гидроизоляцию?

В начале рост прочности ГГРЦ выше, чем у глиноземистого цемента, но в последующем рост прочности этих видов цемента одинаковый. В первые сутки расширяемый гидробетон на основе ГГРЦ должен расширяться во влажной среде. При твердении гидробетона на воздухе ГГРЦ не расширяется, а дает усадку. Из-за этого часто применяют комбинированный режим твердения гидробетона. В этом режиме первые трое суток твердение поддерживается в воде, а затем на воздухе. При этом усадка меньше первоначального расширения, так что гидробетон в итоге несколько расширяется.

Степень расширения гидробетона зависит от содержания цемента и воды в растворе. Тепловлажностная обработка гидробетона на основе ГГРЦ ускоряет твердение и снижает степень его расширения. Растворы и бетоны на основе гидроцемента ГГРЦ обладают высокой морозоустойчивостью. Стойкость ГГРЦ к химически агрессивным средам напрямую зависит от глиноземистого цемента, используемого в ГГРЦ. Он устойчив в соленой морской воде, сульфатных водах пластов и водах, богатых магнием и натрием. Твердение гидробетона на воздухе лучше проводить с добавками ингибиторов, защищающих арматуру железобетона. Для использования на нефтяных месторождениях целесообразны добавки кварцевого песка.

Где купить расширяющиеся цементы по цене завода-изготовителя

Наша компания осуществляет производство и оптовую продажу расширяющихся цементов: напрягающие цементы НЦ 10, НЦ 20, НЦ 40, расширяющийся портландцемент РПЦ, гипсоглиноземистый расширяющийся цемент ГГРЦ, гидроизолирующие сухие смеси, гидросмеси и гидробетон. У нас Вы можете купить качественный цемент оптом по оптимальной цене на самых выгодных условиях с доставкой на объекты. Предприятие осуществляет поставки цементов оптом с завода и со складов в Москве и под Москвой машинами и вагонами навалом и в мешках. Вы всегда сможете купить у нас качественные цементы для гидроизоляции, уплотнений, ремонта и строительства, приготовления гидроизолирующих растворов и гидробетона.

Что такое расширяющиеся цементные смеси?

Понятие расширяющийся цемент включает в себя целую группу смесей, которые в процессе гидратации не только приобретают прочность, но и увеличиваются в объеме. Принцип их действия напоминает «работу» монтажной пены, хотя, конечно, степень расширения куда скромнее.

Расширяющиеся смеси производятся на разных основах, но чаще вяжущее в их составе представляет собой несколько компонентов. В их роли выступают:

• клинкерный ПЦ;
• цемент на основе глиноземистого шлака;
• гипс для ускорения твердения.

Увеличение объема классическим цементным растворам обеспечивает введение от 5 до 20% расширяющегося компонента. Как правило, это различные соединения алюминия, кальция, реже – магния. При контакте с водой они распадаются и изменяют свой объем. Вместе с ними происходит и расширение цемента, причем без потери прочности, как это бывает при порообразовании в ячеистых бетонах.

Отличаются высокой стоимостью, а технические характеристики цемента разного происхождения при этом могут значительно различаться. Поэтому перед покупкой очень важно определить сферу применения стройматериала и условия его работы, так как большинство смесей являются узкопрофильными и могут оказаться малоэффективными.

В индивидуальном строительстве есть смысл купить РЦ для ремонта и склейки частей железобетонных конструкций (фундаментные блоки, плиты перекрытий), а также цементного оштукатуривания поверхностей. Но основными потребителями таких смесей остаются крупные строительные объекты, гидросооружения и заводы по производству ЖБИ. Причина – узкая «специализация» безусадочных цементов и высокие цены на них.

Практически все виды бетонов в процессе застывания дают некоторую усадку. Это происходит, когда из свежезалитого монолита постепенно выходят остатки воздуха, а заполнители под собственным весом проседают и уплотняются. Избежать изменения размеров конструкции помогает вибрационное воздействие, но это не всегда удобно. В таких случаях можно купить расширяющиеся смеси, которые, благодаря своим свойствам, компенсируют усадку жидкого раствора.

Большинство составов, способных расширяться, обладают водоотталкивающими характеристиками. Отсюда и еще одна возможность – гидроизоляция сооружений. Свойство же расширяющегося раствора заполнять собой пустоты обусловило широкое применение таких цементов для ремонтных и восстановительных работ.

1. Расширяющийся портландцемент.

Маркируется как РПЦ и изготавливается с применением доменного шлака, который значительно увеличивает прочность бетона. Изменения в объеме происходят только в водной среде, для чего его следует пропаривать – от простого полива эффекта не будет.

В зависимости от интенсивности ТВО бетон на основе портландцемента застывает через 30-80 ч. Однако изменение его объема происходит нелинейно, отчего нарушается геометрия поверхностей. По этой причине не следует использовать РПЦ в качестве финишной штукатурки.

2. Гипсоглиноземистый.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся (маркируется ГГРЦ) на 70% состоит из шлака и на 30% – из гипса. Он не просто увеличивает свой объем, но и способен сохранять его. Причина в том, что двуводный гипс обеспечивает раствору очень быстрое схватывание.

Но абсолютно безусадочным его назвать нельзя, так как ГГРЦ все же немного проседает при застывании на воздухе, а «растет» он только в водной среде. Еще одна отличительная особенность этого состава – возможность использования при низких температурах (до -25 °С) и сохранение свойств даже при их частой смене. Поэтому гипсоглиноземистый РЦ чаще всего применяется в зимний период и в межсезонье.

Однако в работе с гипсовой смесью следует помнить, что этот материал не дружит с водой. Расширяющийся глиноземистый цемент утрачивает часть своих характеристик в одновременно жарких (свыше +35 °С) и влажных условиях. Но после окончательного застывания бетона эта проблема исчезает.

Из гипсоглиноземистых вариантов запрещено возводить любые конструкции, которые будут испытывать высокие тепловые нагрузки от +80 °С.

Наиболее молодой вид РЦ, изготовленный путем смешивания портландцемента с пластифицирующими добавками без участия шлака. От обычного РПЦ отличается высокими прочностными характеристиками и вполне прогнозируемым линейным расширением. Такие свойства позволяют применять портландцемент там, где требуется получить ровную поверхность: в дорожном строительстве, при устройстве выравнивающих стяжек.

В большинстве случаев его использование экономически целесообразно, так как нет необходимости применять пластифицированную смесь в чистом виде. Достаточно просто внести какую-то ее часть в основной рабочий раствор.

Расширяющийся цемент, обладающий высокой водоотталкивающей способностью, нашел широкое применение как гидроизоляционный строительный материал. Он востребован там, где ж/б конструкции находятся под постоянным воздействием воды: шлюзы, резервуары различного назначения, тоннели, подземные канализационные системы.

К этой группе относятся два вида РЦ, разделенного по степени усадки:

Расширяющийся (ВРЦ) производят на основе глиноземистого цемента (его содержание в массе – около 70%) и 20% гипса. Остальные 10% – это гидроалюминат кальция. Относится водонепроницаемый РЦ к быстротвердеющим составам, так как начинает схватываться уже через 5-10 мин.

Безусадочный цемент (ВБЦ) по своему химсоставу очень похож на описанный выше, только пропорции выглядят несколько иначе:

• 75% – глиноземистый цемент;
• 7% – двуводный гипс;
• 18% – гидроалюминат.

Второй тип гидроцемента характеризуется незначительным увеличением объема.

Отличается от прочих видов материалов повышенной непроницаемостью для воды и различных газов. Кроме того, он очень быстро набирает высокую прочность, уже в первые сутки его класс прочности соответствует В15, а по истечении срока полного твердения – В50. Состав у напрягающего раствора примерно такой:

• 75 % портландцемента;
• 15 % цемента на основе доменного шлака;
• 10 % гипса.

Свое название напрягающий цемент получил из-за особого действия на арматуру в ж/б конструкциях. В процессе расширения бетона на основе НЦ в стальных прутьях возникает предварительное напряжение. Цементный напрягающий камень, все больше увеличиваясь в объеме, как бы растягивает их, создавая немалое усилие от 700 до 4000 кПа. Это и обеспечивает ЖБИ улучшенные эксплуатационные характеристики: особую прочность, устойчивость к появлению трещин и воздействию воды.

Такие свойства оказались полезны для изготовления и омоноличивания особо ответственных конструкций; плит перекрытий и стеновых панелей, резервуаров, сборных ж/б элементов мостов.

Напрягающий цемент имеет свою внутреннюю классификацию, где каждая марка в разной степени влияет на арматуру. Чем больше цифра в обозначении, тем выше в стержнях будет уровень самонапряжения:

• НЦ 10 (практически не оказывает напрягающего влияния на арматуру и приравнивается к обычным безусадочным);
• НЦ 20;
• НЦ 40;
• НЦ 60.

Самой популярной из перечисленных марок является напрягающий цемент с обозначением НЦ 40, достойный отдельных слов в нашем описании. Ведь при строительстве или облицовке различных объектов, применение НЦ 40 позволяет вовсе отказаться от гидроизоляционных мероприятий. А это уже отличный способ сэкономить на стоимости гидрозащиты и приблизить срок окончания работ. Цементы напрягающего действия способны расширяться до 1-2 % от своего первоначального объема.

Цемент НЦ (напрягающий, НЦ 20) для гидроизоляции и заделки швов: что это такое, характеристики

Цемент напрягающий относится к группе материалов, которые подвергаются линейному расширению в пределах 0,3-2%. Он отличается по свойствам в зависимости от состава, поэтому используется в особых случаях. Область его применения широкая, такой цемент востребован при возведении объектов, которые будут эксплуатироваться в сложных условиях.

Что это такое

НЦ расшифровывается, как напрягающий цемент. Его выделяют на фоне аналогичных составов (в частности, портландцемента), что обусловлено отличными эксплуатационными характеристиками. Так, материал с обозначением НЦ отличается стойкостью к воздействию влаги, наивысшим показателем прочности. Он лишен всех недостатков, которые присущи цементу, подверженному усадке.

В результате исключается риск образования трещин, вместе с тем возрастает срок службы конструкции. Цемент НЦ является наиболее предпочтительным вариантом при создании напряженных изделий из бетона, конструкций разного целевого назначения. Вяжущий состав данного вида содержит измол клинкера, глиноземный шлак, каменный гипс.

В наибольшем количестве имеется первый из компонентов. Благодаря такому составу обеспечивается прочность. Для повышения скорости застывания добавляется известь.

Классический (усадочный) цемент подвергается усадке — 2 мм/м. Такой материал набирает прочность в течение 3 недель, а часто — дольше указанного периода. Из-за его свойств в процессе застывания образуются трещины, что приводит к сокращению срока службы конструкции.

Напрягающий цемент, наоборот, уже через несколько дней набирает достаточную прочность — 300 кг/см². Это обусловлено линейным расширением сырой смеси. Высокая скорость застывания и повышение прочности материала обусловлены сочетанием основных компонентов безусадочного (напрягающего) цемента.

Во время работы с такими смесями нужно выполнять все манипуляции быстро, т. к. материал начинает набирать прочность почти сразу после окончания заливки. Длительность периода схватывания изменяется в зависимости от содержания в составе основных компонентов.

Различают следующие виды цемента:

• НЦ — напрягающий;
• ГЦ — глиноземистый;
• РПЦ — расширяющийся портландцемент;
• ВРЦ — водонепроницаемый расширяющийся цемент.

Каждый из вариантов отличается по составу. Разница в свойствах отмечается между смесями, которые содержат одинаковые активные вещества, но в разных дозировках. В результате изменяется уровень твердости, скорость схватывания и набора прочности, влагостойкости. Нельзя смешивать разные виды и марки составов.

Ошибочно полагать, что в этом случае возрастет твердость готовой конструкции. Наоборот, если смешиваются разные материалы, застывание будет происходить неравномерно. Это приведет к ухудшению эксплуатационных характеристик.

Технические характеристики

Расширяющийся (напрягающий) цемент отличается высокой прочностью. При выборе вида материала с такими характеристиками определяют целевое назначение бетонной конструкции, что позволяет определить достаточные показатели влагопоглощения, пористости. На основании данных параметров подбирают вид состава.

Марки и свойства

• НЦ-10;
• НЦ-20;
• НЦ-40.

Первый из вариантов представляет собой безусадочную смесь. Главная характеристика такого материала — минимальное линейное расширение. Марка НЦ-20 востребована больше, чем остальные, что обусловлено средними характеристиками: достаточной прочностью, умеренным увеличением объема при застывании.

Для сравнения, последний из вариантов отличается более высокой прочностью. По другим показателям он также превосходит ранее рассмотренные аналоги. Такой материал может существенно расширяться. Его используют на объектах с повышенными требованиями к материалам по прочности, влагостойкости и линейному расширению.

Продолжительность службы готовой конструкции многократно увеличивается. Однако в процессе работы нужно проявлять осторожность, т. к. цемент НЦ-40 быстро схватывается. Стоит материал дороже аналогов.

• повышенная устойчивость к нагрузкам на сжатие;
• застывает смесь через 30 минут после заливки;
• готовая конструкция из материала НЦ характеризуется минимальным количеством пор, что обеспечивает гидроизоляционные свойства;
• устойчивость к истиранию;
• воздухонепроницаемость;
• цементная смесь после застывания выдерживает до 1500 циклов замораживания/размораживания, при этом конструкция не разрушается, структура не меняется;
• материал проявляет устойчивость к воздействию агрессивных сред;
• обеспечивается высокий показатель адгезии слоя цементной смеси с поверхностями из различных материалов;
• линейное напряжение: 0,3-2%;
• самонапряжение — от 2 МПа;
• диапазон рабочих температур: +5…+35°С.

Плюсы и минусы

• неограниченный период эксплуатации;
• материал не содержит вредные добавки;
• универсальность: используется цемент НЦ для гидроизоляции, заделки швов, при возведении фундаментов, бассейнов и других объектов;
• отличные эксплуатационные характеристики.

Недостатков у цемента ЦН мало. Отмечают высокую цену. Причем стоимость в Москве и регионах отличается. Кроме того, часто в продаже встречаются подделки. Если нет опыта и знаний, определить качественный материал можно только при условии, что у продавца имеется сертификат качества. Еще, не все марки цемента НЦ выдерживают воздействие низких температур.

Особенности

Если состав смеси корректируется, нужно помнить о том, что при сильном нарушении пропорций или добавлении укрепляющих добавок скорость схватывания возрастает. Работать с таким цементом будет сложно.

Сфера применения

Материал можно использовать в ряде случаев:

• обеспечение гидроизоляции объектов, которые постоянно подвергаются воздействию влаги, включая подвалы, цокольные этажи и др.;
• защита поверхностей, подвергающихся одновременному воздействию интенсивных механических нагрузок и воды, например, бассейнов;
• строительство объектов, на которые оказывается предельное давление: взлетно-посадочные полосы, полы производственных помещений;
• восстановление свойств старых конструкций, ремонт швов и стыков плит из бетона;
• возведение мостов;
• монтаж крыши, когда применяются монолитные элементы из бетона.

Как приготовить раствор

Рецепты отличаются, чаще всего применяют такой вариант соотношения компонентов: берут цемент и песок (1:2), добавляют воду (40% от объема доли цемента). Точная инструкция предоставляется производителем, ее можно найти на упаковке. Контролируют структуру — она должна быть однородной. Средний расход цемента НЦ — 500 кг на 1 м³ бетона.

Тонкости использования

Перед приготовлением цементной смеси очищаются поверхности. Дополнительно их обезжиривают. Это усилит сцепку материалов. Учитывая, что цемент быстро схватывается, приготовлением занимаются, когда поверхности увлажнены. После формирования слоя бетона сразу переходят к его уплотнению. Через 24 часа цементную конструкцию увлажняют. Процедура периодически повторяется на протяжении 1 недели.

Расширяющийся цемент, производство и применение расширяющегося цемента.

Расширяющийся цемент – продукт, получаемый тщательным смешиванием глиноземистого цемента или цемента и расширяющиеся добавки. Отличительное свойство расширяющихся цементов – способность к расширению в процессе схватывания и твердения. Расширение цементного камня основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция.

Расширяющиеся цементы изготовляют несколько видов: гипсоглиноземистый водонепроницаемый расширяющийся цемент – на основе глиноземистого цемента, расширяющийся цемент, напрягающий цемент – на основе цемента.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052-74) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). По прочности гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, как и обычно глиноземистый, делится на марки 400 и 500.

Прочность гипсоглиноземистого цемента увеличивается в основном в течении первых трех суток твердения, в последующем прочность цемента повышается незначительно.

Морозостойкость растовра на гипсоглиноземистом цементе состава 1:2 (цемент: песок) составляет около 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания в пресной воде.

Коррозионная стойкость этого цемента в растворах сульфатов очень высокая, а в растворах хлористых солей ниже, чем глиноземистого цемента.

Применяют расширяющийся гипсоглиноземистый цемент для изготовления безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов и бетонов, гидроизоляционных штукатурок, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций, их омоноличивания и усиления.

Расширяющимся цементом называется продукт, получаемый тщательным смешением глиноземистого цемента или цемента и расширяющейся добавки.

При твердении обычных цементов в условиях недостаточной влажности наблюдаются усадочные деформации вследствие высыхания и уплотнения коллоидальных продуктов гидратации цементов. Величина усадочных деформаций зависит от состава цемента. В ряде случаев, когда усадочные деформации недопустимы, необходимо применять безусадочный болтов, устройства торкретных и других гидроизоляционных покрытий на трубах и подземных сооружениях, для получения плотных стыков в сборных бетонных и железобетонных конструкциях, для заделки трещин, для омоноличивания и усиления конструкций и не которых других строительных нужд.

Все расширяющиеся цементы являются смешанными и состоят из основного вяжущею вещества и расширяющейся добавки, в которую в свою очередь могут входит несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющейся добавки или в результате взаимодействия их с частью основного вяжущего происходит расширение, которое на определенной стадии заканчивается или приостанавливается вследствие твердения основного вяжущее. Полученная расширенная структура при этом стабилизируется.

Известны несколько видов расширяющихся цементов: на основе глиноземистого цемента — водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый; на основе цемента — расширяющийся цемент, напрягающий цемент и т. д.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), предложенный В. В. Михайловым,- быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола или тщательного смешения тонкоизмельченных глиноземистого цемента и расширяющейся добавки, состоящей из высокоосновных (четырехкальциевых) гидроалюминатов кальция и полуводного гипса. Дозировка компонентов расширяющегося цемента примерно следующая: 70% глиноземистого цемента, 10% высокоосновных гидроалюминатов и 20% строительного гипса (высокопрочного или обычного).

Высокоосновные гидроалюминаты кальция получают следующим образом: глиноземистый цемент и известь-пушонку в пропорции 1: 1 по весу затворяют 30% воды по весу и после 48-часового выдерживания варят, перемешивая, при температуре 120-150°C в течение 5-6 ч. Полученный материал сушат, измельчают в шаровой мельнице, после чего в той же мельнице его смешивают — с обычным или высокопрочным строительным гипсом и глиноземистым цементом.

Расширение этого цемента основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция. Происходит оно в начальной стадии твердения, когда масса еще может деформироваться. Протекающее при этом твердение основного компонента — глиноземистого цемента ста6илизирует (приостанавливает) через определенный период (1-2 суток) увеличение объема расширяющейся добавки.

В процессе твердения расширяющегося цемента образуется более плотный цементный камень, значительно менее водопроницаемый, чем при твердении, обычного цемента. Таким образом, расширяющиеся цементы являются одновременно и водонепроницаемыми.

Согласно СНиП водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ должен быть размолот так, чтобы остаток на сите №008 не превышал 25%, начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец не позднее 10 мин. Для замедления схватывания расширяющегося цемента добавляют виннокаменную и уксусную кислоту, буру и сульфитно-спиртовую барду.

Предел прочности при сжатии куJ6иков размером 2х2х2 см из цементного теста 1:0 через 12 ч ,не менее 75; через 3 суток не менее 300 и через 28 суток не менее 500 кг/см 2 .

Величина относительного линейного расширения твердеющих образцов из цементного теста нормальной густоты в возрасте одних суток при погружении в воду через час после затворения должна находиться в пределах 0,3-1%, а при хранении на воздухе в течение одних суток должна составлять не менее 0,05%, а в течение 28 суток не менее 0,02%. Через сутки твердения образцы должны быть полностью водонепроницаемы при гидростатическом давлении до 6 атм.

По В. В. Михайлову, возможно изготовление и водонепроницаемого безусадочного цемента ВБЦ, в состав которого входят примерно 85% глиноземистого цемента; 10% гипса и 5% извести. Согласно СНиП остаток на сите №008 для этого цемента должен 6ыть не более 15%, начало схватывания должно наступать не ранее 1 мин, а конец не позднее 5 мин. Предел прочности при сжатии кубиков размером 2х2х2 см из цементного теста через 2 ч должен быть не менее 50; через 6 ч 125; через 3 суток 250 и через 28 суток 300 кг/см 2 . Величина относительного линейного расширения цемента ВБЦ при погружении в воду должна через 1 сутки находиться в пределах 0,01-0,1 %.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, предложенный И. В. Кравченко, является быстротвердеющим гидравлическим вяжущим, получаемым совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). В этом случае образование гидросульфоалюмината кальция протекает в результате взаимодействия с сульфатом кальция низкоосновных гидроалюминатов кальция, образующихся при гидратации глиноземистого цемента. При твердении гипсоглиноземистого расширяющегося цемента на воздухе необходимо увлажнять изготовленные из него растворы и бетоны в течение первых трех дней после затворения водой.

Согласно СНиП начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч после затворения, остаток на сите № 008 — не более 10%. Марки гипсоглиноземистого цемента: 300, 400 и 500 (предел ,прочности при сжатии через 3 суток образцов жесткой консистенции из раствора 1:3). Через сутки прочность составляет соответственно 250, 350 и 450. Величина относительного линейною расширения твердеющих образцов цементного теста из гипсоглиноземистого цемента должна составлять не менее 0,15 и 0,1 % соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15 % через сутки при погружении в воду (через 1 ч после конца схватывания), а также не менее 0,3% и не более 1% через 28 суток такого же водного режима твердения. Водонепроницаемый расширяющийся цемент и гипсоглиноземистый расширяющийся цемент не рекомендуется применять для производства строительных работ при температуре ниже 0 0 С без обогрева, а также при эксплуатации конструкций в условиях температуры выше +80 0 С.

Французский ученый Лосье предложил получать расширяющийся, а также безусадочный цемент из трех компонентов:

1) цемента, составляющего основу этого цемента;

2) сульфоалюминатного цемента, являющегося расширяющейся добавкой;

3) стабилизатора в виде шлака, вступающего в реакцию через определенный период твердения и приостанавливающего расширение цемента путем поглощения одного из компонентов расширяющейся добавки — сульфата кальция. Сульфоалюминатный цемент состоит из алюминатов кальция, сульфата кальция и небольшого количества двухкальциевого силиката и ферритов кальция. Он получается путем обжига при 1200-1300°С смеси, состоящей из 50% гипса, 25% железистого боксита и 25% мела, и последующего помола полученного клинкера. Причиной расширения цемента Лосье является образование трехсульфатной формы гидросульфоалюмината.

П. П. Будниковым, Т. Г. Скрамтаевым и И. В. Кравченко предложен гипсо-шлакоглиноземистый расширяющийся цемент, состоящий из 45% глиноземистого цемента, 25% основного гранулированного доменного шлака и 30% двуводного гипса.

Расширяющийся цемент (РЦ), предложенный И. В. Кравченко, является гидравлическим вяжущим веществом, быстро твердеющим при пропаривании. Получают его путем совместного помола портландцементного клинкера (60-65%), высокоглиноземистых Хшлаков (5-7%), двуводного гипса (7-10%) и гидравлической добавки (20-25%).

Расширение РЦ основано на образовании гидросульфоалюмината кальция. В первый период твердения обычного цемента образуется такое количество гидросульфоалюмината кальция, которое не может обеспечить его расширение. Добавка высокоглиноземистых шлаков (глиноземистого цемента) и гипса способствует увеличению количества возникающего гидросульфоалюмината. Гидравлическая добавка понижает концентрацию СаО в жидкой фазе, обеспечивая более быстрое растворение алюминатов кальция и образование гидросульфоалюмината путем кристаллизации из раствора в первый период твердения.

Гидросульфоалюминат кальция образуется с большей скоростью при 60-80 0 С, поэтому пропаривание при этих температурах значительно ускоряет твердение РЦ.

Используемый в производстве РЦ цементный клинкер должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и не менее 45% С₃S. Высокоглиноземистые шлаки (глиноземистый цемент) могут быть заменен бокситом.

Начало схватывания РЦ не ранее 30 мин, а конец не позднее 12 ч. Марки — 400, 500 и 600 (при испытании на прочность при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции). Величина относительного линейного расширения образцов из цементного теста должна составлять не менее 0,15 и 0,1% соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15% через 1 сутки водного твердения; через 28 суток хранения в воде она должна составлять 0,3-1%. Образцы из бетонной смеси, должны обнаруживать полную водонепроницаемость при рабочем давлении 1 атм.

Напрягающий цемент (НЦ), предложенный В. В. Михайловым и его сотрудниками, представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения смеси, состоящей из 65% цемента, 20% шлака глиноземистого цемента и 15% гипса. Он предназначен для железобетонных конструкций, арматура которых должна быть напряжена в нескольких направлениях (двухосное и трехосное напряженное армирование). Такое напряжение арматуры механическим путем связано с большими затруднениями.

Расширяющиеся цементы увеличиваются в объеме лишь в начальный период твердения, когда прочность бетона еще недостаточна, чтобы «увлечь» арматуру и сообщить ей предварительное напряжение. При твердении НЦ сначала возникает низкосульфатная форма гидросульфоалюмината (3СаО*А l ₂О₃*CaS O ₄*12Н₂О), которая затем переходит в высокосульфатную (3СаО * Аl₂О ₃* 3CaS O ₄ * 31Н₂О). Этот переход вызывает значительное расширение цемента, достигающее 3%. При этом сильно уплотняются поры бетона, он расширяется и натягивает строительную арматуру . После образования высокосульфатного гидросульфоалюмината дальнейшего расширения не происходит и при правильной рецептуре недопустимых вредных напряжений не возникает.

Процесс расширения НЦ ускоряется при пропаривании в течение 5-6 ч. При этом расширение заканчивается в течение нескольких суток после пропаривания.

Начало схватывания НЦ 2-5 мин, а конец 4-7 мин. Замедляют схватывание добавки сульфитно-спиртовой барды и виннокаменной кислоты. Предел прочности при сжатии через 1 ,сутки 200-300 кг/см 2 .

Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных железобетонных труб и некоторых других тонкостенных железобетонных изделий.

Для чего нужен расширяющийся цемент?

В настоящее время разработано и применяется множество различных типов цемента, предназначенных для разных условий. Расширяющийся цемент — одна из разновидностей материала, который быстро завоевывает свое место в строительной индустрии.

Расширяющийся цемент — масса, которая начинает увеличивается в размерах при отвердении раствора.

Расширяющийся цемент не очень давно пришел на строительный рынок, но уже стал незаменимым в ряде специфических строительств. Его гидроизоляционные параметры позволяют использовать состав в сложнейших конструкциях.

Особенности материала

Расширяющийся цемент представляет собой цементную массу, которая увеличивается в размерах при отвердении раствора. Этот эффект наблюдается только в условиях повышенной влаги. При обычных условиях и сухой погоде такой материал не дает усадки при затвердевании.

Основное свойство состава — расширяемый объем цемента глиноземистого типа при введении специальной добавки при достаточно быстром затвердении массы.

График роста прочности при водном хранении расширяющегося цемента.

Механизм расширения состава используется для заполнения всех (даже микроскопических) пустот в материале, что обеспечивает прочность, монолитность и высокие гидроизоляционные свойства структуре. Расширяющийся цемент нашел применение при строительстве монолитных железобетонных систем, так как при расширении обеспечивает заполнение всех пустот в каркасе. В целом его назначение достаточно специфическое: заполнение растрескавшегося бетона; изготовление конструкций, работающих в воде или при высокой влажности; склеивание железобетонных конструкций; штукатурка сложных поверхностей (например, ракушечника).

Благодаря способности заполнять все воздушные образования в бетоне расширяющийся цемент приобретает уникальную водонепроницаемость. За счет расширения состав имеет повышенную адгезию практически к любым материалам, что дает возможность облицовки стен необычной конструкции. К важным достоинствам можно отнести достаточно высокую долговечность и стойкость к агрессивным воздействиям.

Главный недостаток такого цемента заключается в высокой цене, что несколько ограничивает его применение в частном строительстве. Его следует использовать по прямому назначению: в элементах сооружения, которые располагаются в воде или подвержены длительному воздействию повышенной влажности (подвалы, некоторые фундаменты и цоколи, стяжки полов; стенки бассейнов, колодцев, резервуаров и т.д.).

Виды расширяющегося цемента

Расширяющийся цемент имеет следующие основные типы:

Схема забора из расширяющегося цемента.

• водонепроницаемый расширяющийся состав;
• гипсоглиноземистый расширяющийся материал;
• расширяющийся цемент;
• напрягающий цемент;
• пластифицированный расширяющийся цемент.

Несмотря на заметные отличия в свойствах, все типы основаны на цементе глиноземного типа или смеси цементов, в которые входит глиноземный элемент.

Для того чтобы материал выполнял свое функциональное предназначение, в него вводится специальная активная добавка. Можно выделить основные виды таких добавок:

• гидросульфоалюминат кальция;
• гидрат окиси магния;
• сульфаты алюминия и хлористого кальция;
• сульфитно-спиртовая барда;
• алюминиевая пудра;
• алунит.

Как самая недорогая наибольшее распространение нашла первая добавка, хотя самая эффективная — гидрат окиси магния.

Водонепроницаемый состав

Водонепроницаемый расширяющийся цемент предназначен для гидроизоляции сооружения. Бетон на его основе может использоваться даже при строительстве дамб и плотин. В то же время по сравнению с другими типами таких составов он имеет наименьшее объемное расширение. Это свойство следует использовать при подготовке штукатурных растворов для покрытия стен, находящихся в сложных влажных условиях.

Схема производства цемента сухим и мокрым способом.

Водонепроницаемый цемент представляет собой сухую смесь глиноземистого цемента, полуводного гипса и высокоосновного алюмината кальция. Добавка в виде алюмината получается при термическом воздействии (до 150°) в течение 6 часов на смесь глиноземистого цемента с известью (в равной пропорции) воды. Вяжущий состав и добавка тщательно перемешиваются и измельчаются в сухом виде.

При добавлении воды в цемент происходит реакция с появлением расширяющегося объема. Смесь имеет тенденцию к быстрому отвердению, поэтому уже через 3 минуты начинается процесс схватывания массы, который завершается через 10 минут. Если возникает необходимость замедлить затвердение раствора, то добавляются бура или уксусная кислота.

Полный процесс отвердения раствора внутри оканчивается через 25-28 часов в зависимости от температуры. Объемное расширение массы происходит только при высокой влажности (не менее 70%). Степень расширения стандартного раствора нормируется: линейное расширение цемента через 24 часа должно находиться в пределах 0,2-1% (не больше и не меньше). Расширенная цементная масса увеличивается с повышением влажности.

Внутреннее расширение, продолжающееся довольно долго, приводит к постепенному наращиванию прочности состава. Через 3 дня после наложения цемент должен удовлетворять параметрам марки М300, а через 28 суток — М500.

Гипсоглиноземистый состав

таблица применения цементных растворов.

Гипсоглиноземистый цемент расширяющегося типа по свойствам очень похож на рассмотренный водонепроницаемый цемент, его основное назначение — гидроизоляция бетонных конструкций. Его вяжущий состав представляет собой смесь глиноземистого клинкера или шлака с натуральным гипсом двуводного класса. Такой цемент особенно хорош при заделке швов в сооружениях, эксплуатирующихся в воде.

Покрытие, выполненное из гипсоглиноземистого раствора, после отвердения имеет большую прочность на сжатие. Сам процесс полного отвердения протекает 70-80 часов. По цене такой материал несколько дороже водонепроницаемого цемента.

Расширяющийся цементный состав

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) имеет очень высокую прочность и часто используется при возведении монолитных сооружений. В то же время он не обладает равномерным линейным расширением, что исключает его применение в штукатурном растворе или других облицовочных смесях. Его гидроизоляционные свойства находятся на высоком уровне.

График отношения воды к цементу для цементов разных марок.

РПЦ приготавливается на основе следующей смеси: клинкер из портландцемента (58-65%), глиноземистый шлак (5-7%), натуральный гипс (7-10%), доменный шлак или минеральный наполнитель (20-30%). Для активного расширения раствора нужна влажная среда, но не вода. При погружении в воду расширения состава не происходит. В связи с этим процесс формирования РПЦ проводится при коротком разовом пропаривании. Полное отвердение достигается после 70-80 часов сушки. Атмосфера прогретого пара уменьшает время затвердения до 35 часов. После этого материал приобретает высокую механическую прочность и водостойкость.

Напрягающий цемент

Напрягающий цемент специально разработан для ремонта бетона и железобетона. Он прекрасно справляется с возникающими трещинами и другими дефектами. Это материал при применении сначала твердеет, а уже затем расширяется и таким образом напрягает бетонную конструкцию, заполняя все воздушные поры и трещины.

Влияние добавки извести на деформации и самонапряжение НЦ.

Напрягающий цемент имеет следующий состав: портландцемент (65-75%), глиноземистый цемент (12-20%) и гипс (до 10%). Процесс расширения начинается при контакте с водой. Накладывать такой цемент можно через 0,5 часа после полива водой. Схватывается раствор в течение 4 часов, а окончательное отвердение происходит в течение 70-75 часов. Материал имеет очень высокую прочность, которая через 24 часа должна составлять более 15 МПа (окончательно, через 28 дней — 50 МПа).

Достаточно эффективно показал себя напрягающий состав с расширяющим компонентом алунитом (соль сульфата алюминия и калия). Такой цемент имеет следующий состав: портландцемент — 65%, гипс — 10%, известь — 4%, алунит — 21%. Из зарубежных аналогов можно отметить смесь Клейна с расширяющим элементом — сульфатоалюминатным клинкером.

Пластифицированный цемент

Пластифицированный расширяющийся состав относится к недавним разработкам в этой области. В России пока он не выпускается. Зарубежными фирмами предлагается материал на основе портландцемента с пластификаторами и расширяющим ингредиентом в виде сульфитно-спиртовой барды. Такой раствор из-за повышенной пластичности используется для покрытия больших площадей (полы, дороги и т.д.).

При подготовке расширяющихся цементных растворов нужно использовать следующий инструмент:

• миксер строительный;
• фен строительный;
• весы;
• ведро мерное;
• лопата;
• шпатель;
• мастерок;
• нож;
• напильник;
• шкурка наждачная.

Расширяющиеся цементы составляют ряд современных качественных стройматериалов. Их использование несколько ограничивается ценой, но гидроизоляционные и прочностные свойства вызывают доверие к ним.