Цемент безусадочный. Марки и применение цемента вбц влагостойкого и безусадочного

Портландцементный камень при твердении на воздухе высыхает и претерпевает усадку, которая нередко является причиной усадочных трещин. Чтобы плотно заделать шов между сборными элементами конструкций и получить практически непроницаемый раствор, или бетон, необходимо использовать вяжущее вещество, способное после затворения в начальный период твердения увеличивать свой объем без структурных нарушений. Расширяющиеся цементы обладают контролируемым расширением , которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня (и бетона). Растворы и бетоны на расширяющихся цементах проктически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосина, бензина и др.), которые вследствие малого поверхностного натяжения легко просачиваются через капиллярные поры портландцементного камня.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (разработан В.В.Михайловым) являетсябыстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (~70 %), гипса (~20 %) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10 %).

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (разработан И.В.Кравченко) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых клинкера или шлака и природного двуводного гипса (до 30 %) или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно. Гипсоглиноземистый цемент обладает свойством расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе он проявляет безусадочные свойства. Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в железобетонном судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением следующих компонентов (% по массе): портландцементного клинкера 58-63; глиноземистого шлака или клинкера 5-7; гипса 7-10; доменного гранулированного шлака или другой активной минеральной добавки 23-28. расширяющийся портландцемент отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, а также способностью расширяться в водных условиях и на воздухе при постоянном увлажнении в течении первых 3 сут.

Напрягающий цемент (разработан В.В.Ммихайловым), состоит из 65-75% портландцемента, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса; его удельная поверхность не менее 3500 см /г. В процессе расширения в определенных условиях твердения этот цемент создает в арматуре, независимо от ее расположения в железобетонной конструкции, предварительное напряжение. Следовательно, химическая энергия вяжущего вещества используется для получения предварительно напряженных конструкций без применения механических или термических способов, требующих специального оборудования.

В зависимости от достигаемой энергии самонапряжения, определяемой по специальной методике и выражаемой в МПа, выделяют: НЦ=2, НЦ=4 и НЦ=6. начала схватывания НЦ должно наступать не ранее чем через 30 мин и конец – не позднее чем через 4 ч после затворения. Напрягающий цемент быстро твердеет, прочность НЦ при сжатии через 1 сут должна быть не менее 15 МПа, через 28 сут твердения – 50 МПа.

Самонапряженные железобетонные конструкции на НЦ отличаются повышенной трещиностойкостью, поэтому НЦ применяют для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, спортивных объектов.

5. Состав, свойства и применение кислотоупорного цемента.

Состав:
Это порошкообразный материал, получаемый путем совместного помола чистого кварцевого песка и кремнефторида натрия (возможно смешение раздельно измельченных компонентов). Кварцевый песок можно заменить в кислотоупорном цементе порошком бештаунита или андезита. Кислотоупорный цемент затворяют водным раствором жидкого стекла, которое и является вяжущим веществом; сам же порошок вяжущим свойствами не обладает.

Свойства:
Прочность при сжатии кислотоупорного бетона достигает 50-60 МПа. Будучи стойким в кислотах (кроме фтористоводородной, кремнефтористо-водородной и фосфорной), кислотоупорный бетон теряет прочность в воде, а в едких щелочах разрушается.

Применение:
Кислотоупорный цемент применяют для изготовления кислотостойких растворов и бетонов, замазок. При этом берут кислотостойкие заполнители: кварцевый песок, гранит, андезит. Из кислотоупорного бетона изготовляют резервуары, башни и другие сооружения на химических заводах, ванны в травильных цехах. Кислотоупорные растворы применяют при футеровке кислотоупорными плитками (керамическими, стеклянными, диабазовыми) железобетонных, бетонных и кирпичных конструкций на предприятиях химической промышленности.

Задача №1.

Определить пористость затвердевшего цементного теста из портландцемента, если содержание воды в нем 48%, а для прохождения реакции твердения требуется 20%. Плотность портландцемента 3,1 г/см .

Решение.

1. Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом

2. Абсолютный объем, занимаемый цементным камнем

3. Объем цементного теста без пор


Ответ: пористость затвердевшего цементного теста = 34,9%

Задача №2.

Масса образца из древесины дуба 2х2х3 см равна 8,6г, при сжатии вдоль волокон предел прочности его оказался равный 37,3 МПа. Найти влажность, плотность и предел прочности дуба при влажности 15%, если масса высушенного такого же образца равна 7г.

Плотность

Предел прочности

R 15 =R 12 *(1 + (W – 12)) = 37.3 * (1 + 0.04 (31.5 - 12)) = 66.4 MПа.

Ответ: влажность = 31.5%; плотность = 0,54 г/см ; предел прочности = 66.4 МПа.

Вопросы

1. Области применения литых, подвижных и жестких бетонных смесей.
Литые бетонные смеси.

Благодаря применению комплексных химических добавок, включающих суперпластификатор, могут быть получены без увеличения расхода цемента нерасслаивающиеся самоуплотняющиеся литые бетонные смеси. Применение таких смесей взамен стандартных виброуплотняемых малоподвижных смесей, укладываемых с применением средств малой механизации на участках инженерного обустройства автомобильных дорог (съезды, переезды, остановочные площадки и т. п.) в городских стесненных условиях при устройстве проездов, тротуаров, а также при ремонте дорожных покрытий позволяет значительно уменьшить затраты труда, повысить его производительность и на этой основе получить экономический эффект при одновременном повышении качества строительства и улучшения условий труда.
К литым самоуплотняющимся бетонным смесям относятся смеси, не имеющие внешних признаков расслоения, подвижность которых, измеренная непосредственно перед укладкой в конструкцию, характеризуется показателем осадки стандартного конуса 20 см и более по ГОСТ 10181.1-81.

Приготовление литых стандартных бетонных смесей производится в два этапа с применением автобетоносмесителей.

Работы по применению литых бетонных смесей в строительстве покрытий и оснований следует производить в соответствии со СНиП 3.06.03-85. приготовление и транспортирование исходной малоподвижной бетонной смеси, устройство деформационных швов, уход за свежеуложенным бетоном и др. Литые бетонные смеси могут применяться при строительстве монолитных оснований и покрытий, как однослойных, так и двухслойных. Конструкция покрытия и всей дорожной одежды определяется проектом. Поперечный и продольный уклоны на участках покрытия (основания), где для бетонирования применяются литые самоуплотняющиеся бетонные смеси, не должны превышать 3%.

Бетоны, полученные из литых смесей, распределяются и уплотняются в основном под действием собственного веса, что и определяет эффективность их применения. Они характеризуются таким же или меньшим на 3-7% по сравнению с бетонами из малоподвижных смесей расходом цемента и не уступают им по прочности, деформативности и морозостойкости.

Технико-экономическая эффективность применения бетонов из литых смесей взамен стандартных обеспечивается также значительным снижением трудозатрат при устройстве дорожных оснований и покрытий, улучшением условий труда, уменьшением энергоемкости и стоимости строительства.

Подвижные бетонные смеси.

Подвижностьбетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию. Для определения подвижности, т.е. способности смеси расплываться под действием собственной массы, и связанности бетонной смеси служит стандартный конус. Он представляет собой усеченный, открытый с обеих сторон конус из листовой стали толщиной 1 мм. Высота конуса 300 мм, диаметр нижнего основания 200 мм, верхнего 100 мм. Внутреннюю поверхность формы-конуса и поддон перед испытанием смачивают водой. Затем форму устанавливают на поддон и заполняют бетонной смесью в три приема, уплотняя смесь штыкованием. После заполнения формы и удаления излишков смеси форму тотчас снимают, поднимая ее медленно и строго вертикально вверх за ручки. Подвижная бетонная смесь, освобожденная от формы, дает осадку или даже растекается. Мерой подвижности смеси служит величина осадки конуса, которую измеряют сразу же после снятия формы.

В зависимости от осадки конуса различают подвижные (пластичные) бетонные смеси, величина осадки конуса для которых составляет 1...12 см и более, и жесткие, которые практически не дают осадки конуса. Однако при воздействии вибрации последние проявляют различные формовочные свойства в зависимости от состава и использованных материалов. Для оценки жесткости этих смесей используют свои методы. Подвижность бетонной смеси вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. Если осадка конуса равна нулю, то удобоукладываемость бетонной смеси характеризуется жесткостью.

Жесткие бетонные смеси.

Жесткость бетонной смеси характеризуется временем (с) вибрирования, необходимого для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в приборе для определения жесткости. Цилиндрическое кольцо прибора (его внутренний диаметр 240 мм, высота 200 мм) устанавливают и жестко закрепляют на лабораторной виброплощадке. В кольцо вставляют и закрепляют стандартный конус, который заполняют бетонной смесью в установленном порядке и после этого снимают. Диск прибора с помощью штатива опускают на поверхность отформованного конуса бетонной смеси. Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер; вибрирование производят до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из отверстий диска диаметром 5 мм. Время виброуплотнения (с) и характеризует жесткость бетонной смеси. Ее вычисляют как среднее двух определений, выполненных из одной пробы смеси. В лабораториях иногда используют упрощенный способ определения жесткости бетонной смеси, предложенный Б.Г. Скрамтаевым. По этому способу испытание проводят следующим образом. В обычную металлическую форму для приготовления кубов размером 20 Ч 20 Ч 20 см вставляют стандартный конус. Предварительно с него снимают упоры и немного уменьшают нижний диаметр, чтобы конус вошел внутрь куба. Наполняют конус также в три слоя. После снятия металлического конуса бетонную смесь подвергают вибрации на лабораторной площадке. Стандартная виброплощадка должна иметь следующие параметры: кинематический момент 0,1 Н м; амплитуду 0,5 мм; частоту колебаний 3000 мин–1. Вибрация длится до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит всех углов куба и ее поверхность не станет горизонтальной. Продолжительность вибрирования (с) принимают за меру жесткости (удобоукладываемости) бетонной смеси. Время, необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на коэффициент 1,5 характеризует жесткость бетонной смеси.

Литые и подвижные смеси имеют жесткость 0, малоподвижные 15...20, жесткие 30...200 и особо жесткие 200 с. Применяют сверхжесткие, жесткие и подвижные бетонные смеси.

2. Способы зимнего бетонирования.

Бетон, укладываемый зимой, должен зимой же приобрести прочность, достаточную для распалубки, частичной нагрузки или даже для полной загрузки сооружения.
При любом способе производства бетонных работ бетон следует предохранять от замерзания до приобретения им минимальной (критической) прочности, которая обеспечивает необходимое сопротивление давлению льда и в последующем при положительных температурах способность к твердению без значительного ухудшения основных свойств бетона.

При бетонировании зимой необходимо обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде в течение срока, устанавливаемого в зависимости от заданной прочности. Это достигается двумя способами: первый – использованием внутреннего запаса теплоты бетона; второй – дополнительной подачей бетону теплоты извне, если внутренней недостаточно.
При первом способе необходимо применять высокопрочный и быстротвердеющий портландцемент. Кроме того рекомендуется использовать ускоритель твердения цемента – хлористый кальций, уменьшать количество воды в бетонной смеси, вводя в нее пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, и уплотнять ее высокочастотными вибраторами. Все это дает возможность ускорить твердение бетона при возведении сооружений и добиться того, чтобы бетон набрал достаточную прочность перед замораживанием.
Внутренний запас теплоты в бетоне создают путем подогрева материалов, составляющих бетонную смесь; кроме того, в твердеющем бетоне теплота выделяется при химической реакции, происходящей между цементом и водой (экзотермия цемента).
В зависимости от массивности конструкций и температуры наружного воздуха подогревают только воду для бетона либо воду и заполнители (песок, гравий, щебень). Воду можно подогревать до 90 С, заполнители – до 40 С, цемент не подогревают. Требуется, чтобы температура бетонной смеси при выходе из бетоносмесителя была не выше 30 С, так как при более высокой температуре она быстро густеет. Загустевание, т.е. потеря подвижности бетонной смеси, затрудняет укладку, а добавлять воду нельзя, т.к. вода понижает прочность бетона. Минимальная температура бетонной смеси при укладке в массивы должна быть не ниже 5 С, а при укладке в тонкие конструкции – не ниже 20 С.

В последнее время применяют новый способ – электроподогрев смеси в специальном бункере непосредственно перед укладкой в конструкцию. В этом случае электрический ток пропускают через смесь и разогревают ее до 50 – 70 С. Разогретую смесь надо сразу же укладывать и уплотнять, т.к. она быстро густеет.
В процессе твердения бетона цемент выделяет значительное количество теплоты, зависящее от состава и тонкости помола цемента, температуры бетона и срока твердения. Теплота выделяется, главным образом, в первые 3 – 7 дней твердения. Чтобы сохранить ее в бетоне на определенный срок, необходимо покрыть опалубку и все открытые части бетона хорошей изоляцией (минеральной ватой, шевелином, опилками и т.д.), толщина которой определяется теплотехническим расчетом.

Описанный выше способ зимнего бетонирования часто называют способом термоса, т.к. подогретая бетонная смесь твердеет в условиях теплоизоляции. Применение данного способа рационально, если теплота, необходимая для его первоначального твердения, сохраняется в бетоне по крайней мере 5 – 7 сут.
Конструкции тонкие или со слабой теплоизоляцией, а также возводимые при очень сильных морозах, должны бетонироваться с подачей теплоты извне. Существуют следующие три разновидности этого способа.

Обогрев бетона паром,пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубкам, находящимся внутри бетона, или по каналам, вырезанным с внутренней стороны опалубки. Обычная температура пара 50 – 80 С. При этом бетон твердеет быстро, достигая в течение 2 сут такой прочности, которую он набирает за 7 сут нормального твердения.

Электропрогрев бетона, осуществляемый с помощью переменного тока. Для этого стальные пластинки-электроды, соединенные с электрическими проводами, укладывают сверху или с боковых сторон конструкции бетона в начале его схватывания или закладывают в бетон продольные электроды, или вбивают короткие стальные стержни для присоединения проводов. После затвердения бетона выступающие концы этих стержней срезают. Пластинчатые электроды применяют, главным образом, для подогрева плит и стен, продольные электроды и поперечные короткие стержни – для балок и колонн.
При бетонировании массивных сооружений зимой целесообразно применять электропрогрев только поверхностного слоя бетона и углов сооружения (так называемый периферийный электропрогрев), чтобы предохранить его от преждевременного замерзания.
Обогрев воздуха,окружающего бетон, производится следующим образом: устраивают фанерный или брезентовый тепляк, в котором устанавливают временные печи, специальные газовые горелки (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи. В тепляках ставят сосуды с водой, чтобы создать влажную среду для твердения, или поливают бетон. Этот способ дороже предыдущего и применяется при очень низких температурах, при малых объемах бетонирования, а также при отделочных работах.
Кроме описанных выше способов зимнего бетонирования, требующих подогрева составляющих бетона или самого бетона, применяется холодный способ зимнего бетонирования, при котором материалы не подогреваются, но в воде для приготовления бетона растворяют большое количество солей: хлористого кальция CaCl , хлористого натрия NaCl, нитрита натрия NaNO , поташа K CO . Эти соли снижают точку замерзания воды и обеспечивают твердение бетона на морозе (хотя и очень медленное). Количество соли, добавляемое в бетон, зависит от ожидаемой средней температуры твердения бетона.

Бетонная смесь с добавкой поташа быстро густеет и схватываются, в результате ее труднее укладывать в опалубку. Чтобы сохранить удобоукладываемость бетонной смеси с поташом, в нее добавляют сульфитно-дрожжевую бражку или мылонафт.
Зимнее бетонирование с применением противоморозных добавок – простой и экономичный способ. Однако большое количество соли, вводимой в бетон, может ухудшить структуру, долговечность и некоторые другие свойства. При эксплуатации конструкции во влажных условиях возможна коррозия арматуры под действием хлористых солей (нитрит натрия и поташ коррозии не вызывают). Кроме того, образующиеся в процессе твердения бетона с добавками едкие щелочи могут вступить в реакцию с активным кремнеземом, содержащимся в некоторых заполнителях, и вызвать коррозию бетона.

Поэтому бетон с противоморозными добавками не рекомендуется применять в ответственных конструкциях, в бетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации во влажных условиях при наличии реакционноспособного кремнезема в зернах заполнителя, а бетон с хлористыми солями – в железобетонных конструкциях.

Похожая информация.

Самое распространенное и одно из относительно недорогих, но качественных вяжущих веществ – цемент. Этот материал необходим в любом строительстве: и частном, и промышленном. Именно поэтому целые исследовательские институты заняты разработкой и улучшением его производственных характеристик. Для возведения объектов в особых условиях, к которым можно отнести влажную осень и суровую зиму, профессиональные строители предпочитают использование цемента водостойких марок.

Гидрофобные цементы

Обычный цемент – является самым слабым звеном в смеси, которая должна выдерживать повышенную влажность. Именно цемент разрушается сам и постепенно ослабляет конструкцию, когда на строение происходит постоянное воздействие воды.

Главное требование к таким цементам – повышенные гидроизоляционные свойства.

Можно либо тратиться на гидроизоляцию всех конструктивных и важных узлов при строительстве, а можно изначально использовать цемент улучшенной формулы. Экономически такой способ укрепления конструкции будет дешевле, чем постоянная борьба с водой при эксплуатации здания и значительное вложение денег при строительстве.

Производится он в двух разновидностях:

• Водонепроницаемый. Такой цемент обладает меньшей пористостью, что не дает воде проникать внутрь. Он отлично противостоит мокрому воздуху и снегу, не пропускает влагу в верхние слои бетонной конструкции. Неплохо справляется с напором воды, так же не пропуская влагу даже под высоким давлением.
• Водостойкий. Этот материал отталкивает воду. Он не пропускает ее внутрь, но она может просто скатываться по нему. Этот цемент не способен выдержать напор воды.

Водонепроницаемый

Гидравлическое вещество вяжущего характера – это водонепроницаемый цемент.

В его составе:

1. Тонкого помола глиноземистый цемент высокого качества.
2. Гипс.
3. Гидроалюминат кальция.

Такие же составляющие и у цемента водостойкого. Целесообразно его применение при строительстве объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Он отлично подходит для железобетонных конструкций, так как замедляет коррозийные проявления металла. Учитывая эту особенность материала, он заслуживает наивысшей оценки в 5 баллов.

Водонепроницаемый цемент в составе кладочной смеси

Для частного строительства нет особой необходимости в разделении гидрофобного цемента на влагостойкий и водонепроницаемый. А вот для профессионального возведения различных объектов разница, хоть и в мелочах, но все же существует.

Водостойкий (влагостойкий)

Для качества цемента главным является показатель гидроизоляции. Цемент с низкой влагостойкостью применим для внутренних работ. И абсолютно недопустимо его использование для наружных. Тогда как водостойкий (влагостойкий) цемент должен быть использован во всех растворах для наружных работ.

Влагостойкий цемент имеет в своем составе добавки, которые отвечают за его сопротивляемость к водной среде и, может быть, к морозам. В его состав входят те же компоненты, что и для водонепроницаемого цемента с единственной незначительной разницей в дозировке.

Производство водостойкого цемента

Этот цемент может быть изготовлен только при добавлении в основной состав специальных добавок. Для гидрофобного материала нужен цемент очень тонкого помола. А добавки выбираются производителем исключительно исходя из требований, которые будут предъявлены готовому продукту.

Учтены должны быть также погодные условия при работе с цементом. Теоретически, можно влагостойкий цемент приготовить и самостоятельно. Для этого необходимо приобрести качественный цемент, марка которого не ниже 400 и размешать в нем специальные добавки.

Это должны быть гидрофобизаторы или добавки, которые кольматируют. Естественно, что качество самостоятельно сделанного цемента будет несколько ниже, чем заводское, но даже в таком варианте влагостойкий цемент имеет право на существование.

Нужно только знать, какие добавки для чего использовать. Перечень добавок, используемых при его производстве, а также, которые повышают влагостойкость цемента и доступны в продаже, в следующем разделе.

Состав

Цемент М 500 с маркировкой Д 20 — влагостойкий. Буква Д обозначает добавки, цифра 20 – процентное количество этих добавок – 20.

Для влагостойкого цемента производители используют такие примеси:

• Церезин Нормал.
• Працтин.
• Трицосал Н.
• Бетфикс.

Каждая из этих добавок повышает:

1. Прочность цемента.
2. Увеличивают его плотность.
3. А также уменьшает количество каналов, через которые водяные пары могут попасть в структурный состав готового раствора.

Цемент с добавками, улучшившими его свойства, будет стоить, как минимум, в полтора раз дороже, чем обычный цемент. Но при использовании во влажных местах это вполне оправдано.

Область применения влагостойкого цемента

Учитывая, что влагостойкий цемент содержит большое количество щелочи, работать с ним нужно в перчатках. При правильном соблюдении пропорций, такой цемент должен начать застывание через 20 – 50 минут после изготовления, а полное его застывание обычно бывает минимум через 12 часов, максимум через 3 суток.

Применяется такой цемент для строительства фундамента и возведения несущих конструкций. Вполне оправдано его применение для соединения колец колодцев, а также при укладке керамической плитки в чашу бассейна.

Учитывая, что производство такого материала предполагает его использование строго по назначению, помимо буквы Д в марке еще присутствует класс цемента.

Он бывает:

• Безусадочным.
• Расширяющимся.
• Быстротвердеющим.

При общей главной задаче – гидрофобности, каждая из этих разновидностей цемента имеет свои особенности.

Где используется влагостойкий цемент

Горка из водостойкого цемента Заделка швов Декоративная стена

Безусадочный

Специальный цемент, который дает минимальную усадку при затвердении, обладающий при этом свойствами быстрого расширения и реопластичности называется безусадочным. В отличие от традиционного цемента, безусадочный в составе бетонной смеси обеспечивает ее равномерное, но достаточно длительное высыхание. При теплой погоде это может быть 3, а то и больше дня.

Основное свойство такого цемента (оно, кстати, передается всем смесям, в состав которых он входит) – реопластичность. Это значит текучесть при малом количестве воды в своем составе. Растворы с безусадочным цементом – одни из самых жидких. Они отлично укладываются, в основном за счет высокой текучести, имея при этом высокий процент конечной плотности.

Его применение достаточно широко и оправдано при проведении таких работ:

1. Производство водостойких цементных растворов с высокой прочностью
2. При закреплении анкеров, в том числе крупных.
3. Заливка пустот или трещин в готовом бетоне (возможно, даже старом).
4. Укладка раствора на заданной высоте (за счет высокой тягучести, легко можно обеспечить подачу такого бетона).
5. Для фундаментов при строительстве атомных электростанций, фундаментов портов и пирсов, турбогенераторов.

Производственные характеристики безусадочного цемента очень высоки. Единственный минус в его стоимости. Но так как использование такого материала должен быть только при особом строительстве, этот его недостаток нивелируется общим конечным результатом. Оценка – 5 баллов.

Заделка трещины в бетоне при помощи безусадочного цементного раствора

Расширяющийся

Обычный цемент дает достаточно большую усадку, а вот тот, который промаркирован, как расширяющийся, на ранних сроках застывания довольно ощутимо увеличивается в объемах, что компенсирует усадку полностью.

В его состав традиционно входит:

• Портландцемент (или глиноземистый).
• Гипс.
• Гидроалюминат кальция.
• Добавки по сезону.

Объем смеси растет за счет образования кристаллов в ходе реакции всех составляющих цемента с водой. Так как кристаллы растут постепенно и максимального роста достигают на третьи сутки, именно столько времени (или чуть больше) нужно для того, чтобы раствор с таким цемент высох полностью.

Расширяющийся водонепроницаемый цемент применяется в составе смесей при:

1. Заделке водонепроницаемых швов.
2. Для армирования железобетонных конструкций.
3. Для гидроизоляции стволов шахт.
4. Строительстве туннелей.
5. Возведении объектов под водой.

Отличные свойства цемента позволяют добиваться высоких результатов при специфическом строительстве и, например, полностью ликвидировать трещины и различные неровности в старом бетоне. Оценка – 5.

На видео — использование расширяющегося раствора цемента для ремонта:

Быстротвердеющий

Растворы, в состав которых входит быстротвердеющий цемент, раньше всех других растворов затвердевают. Многие из них имеют высокую прочность, но только на третьи сутки после начала затвердевания. В составе цемента такой марки обязательно должен быть трех кальциевый силикат (его объем должен занимать не менее 50 % от общего объема).

Применяется быстро твердеющий цемент в таких технологических процессах:

• Изготовление сверхпрочного бетона.
• Для быстрой кладки. Только работать с раствором в составе которого быстротвердеющий цемент, должен специалист высокой квалификации.
• При производстве железобетонных конструкций.
• При производстве бордюр и тротуарной плитки.

Быстротвердеющий цемент стоит дороже обычного, в среднем, 300 рублей за 50 килограммов. Учитывая узкопрофильность его применения, а также то, что работать с ним должны специалисты высокой квалификации (иначе он просто застынет и его придется утилизировать), оценка – твердая 4.

Цементы гидрофобные по вешнему виду от обычных цементов практически не отличаются. Они не боятся влаги, но хранить их под дождем не рекомендуется.

Их цена выше в полтора – два раза, но и область применения более специализированная. Купить такой цемент можно в обычных строительных магазинах. Экологичность материала заслуживает оценки не выше 3 баллов (так как достаточно небезопасные для человека добавки в них находятся), но этот показатель нивелируется за счет использования такого цемента при специфическом и исключительно наружном строительстве.

Глиноземистый цемент - быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Однокальциевый алюминат определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты кальция и алюмосиликат кальция - геленит. Силикаты кальция представлены небольшим количеством белита.

Для получения клинкера глиноземистого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка и боксита, подвергают спеканию (при температуре около 1300С или плавлению (при 1400С). Глиноземистый клинкер размалывается труднее, чем клинкер портландцемента, поэтому на помол затрачивается больше электроэнергии. Кроме того, бокситы представляют собой ценное сырье, используемое для производства алюминия. Эти и другие обстоятельства повышают стоимость глиноземистого цемента и ограничивают его выпуск.

Глиноземистый цемент обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (не выше 25С), поэтому глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке.

Если же температура бетона превысит 25-30С, то наблюдается переход двухкальциевого гидроалюмината в кубический трехкальциевый гидроалюминат, который сопровождается возникновением внутренних напряжений в цементном камне и понижением прочности бетона в 2-3 раза.

Замечательным свойством глиноземистого цемента является его необычно быстрое твердение. Марки глиноземистого цемента, определяемые по результатам испытания образцов 3-суточного возраста: 400, 500 и 600. уже через 1 сут глиноземистый цемент набирает высокую прочность.

Т А Б Л И Ц А. показатели прочности глиноземистого цемента.

Марка глиноземистого цемента	Предел прочности при сжатии, кг/см (МПа), не менее
	Через 1 сут	Через 3 сут

Начало схватывания глиноземистого цемента должно наступать не ранее чем через 30 мин (портландцемента не ранее чем через 45 мин), а конец - не позднее чем через 12 ч от начала затворения.

Тепловыделение глиноземистого цемента при твердении примерно в 1,5 раза больше тепловыделения портландцемента (250-370 кДж/кг).

Глиноземистый цемент применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, он входит в состав многих расширяющихся цементов.

6. Расширяющиеся и безусадочные цементы.

Портландцементный камень при твердении на воздухе высыхает и претерпевает усадку, которая нередко является причиной усадочных трещин. Чтобы плотно заделать шов между сборными элементами конструкций и получить практически непроницаемый раствор, или бетон, необходимо использовать вяжущее вещество, способное после затворения в начальный период твердения увеличивать свой объем без структурных нарушений. Расширяющиеся цементы обладают контролируемым расширением , которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня (и бетона). Растворы и бетоны на расширяющихся цементах проктически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосина, бензина и др.), которые вследствие малого поверхностного натяжения легко просачиваются через капиллярные поры портландцементного камня.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (разработан В.В.Михайловым) является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (~70 %), гипса (~20 %) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10 %).

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (разработан И.В.Кравченко) - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых клинкера или шлака и природного двуводного гипса (до 30 %) или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно. Гипсоглиноземистый цемент обладает свойством расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе он проявляет безусадочные свойства. Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в железобетонном судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением следующих компонентов (% по массе): портландцементного клинкера 58-63; глиноземистого шлака или клинкера 5-7; гипса 7-10; доменного гранулированного шлака или другой активной минеральной добавки 23-28. расширяющийся портландцемент отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, а также способностью расширяться в водных условиях и на воздухе при постоянном увлажнении в течении первых 3 сут.

Напрягающий цемент (разработан В.В.Ммихайловым), состоит из 65-75% портландцемента, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса; его удельная поверхность не менее 3500 см/г. В процессе расширения в определенных условиях твердения этот цемент создает в арматуре, независимо от ее расположения в железобетонной конструкции, предварительное напряжение. Следовательно, химическая энергия вяжущего вещества используется для получения предварительно напряженных конструкций без применения механических или термических способов, требующих специального оборудования.

В зависимости от достигаемой энергии самонапряжения, определяемой по специальной методике и выражаемой в МПа, выделяют: НЦ=2, НЦ=4 и НЦ=6. начала схватывания НЦ должно наступать не ранее чем через 30 мин и конец - не позднее чем через 4 ч после затворения. Напрягающий цемент быстро твердеет, прочность НЦ при сжатии через 1 сут должна быть не менее 15 МПа, через 28 сут твердения - 50 МПа.

Самонапряженные железобетонные конструкции на НЦ отличаются повышенной трещиностойкостью, поэтому НЦ применяют для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, спортивных объектов.

Использование водонепроницаемых материалов для приготовления бетонной смеси существенно упрощает проведение строительных работ. При необходимости заливки бетона или изготовления монолитных конструкций целесообразно применять безусадочный цемент. Кроме отсутствия свойства усадки он способен обеспечить интенсивное схватывание и затвердевание в короткие сроки.

В современном строительстве осуществляется возведение зданий и сооружений не только в умеренном климате и с нормальным уровнем грунтовых вод, но и в условиях повышенной влажной среды, болотистых местностях и затопленных территориях. Для устройства плотин, дамб, бетонных каналов применяется водостойкий цемент, который будет соответствовать всем требованиям водонепроницаемости и стойкости к агрессивным средам.

Маркируется как ВБЦ и вбирает в себя добавки, которые способны повысить технические характеристики. Также в составе присутствует глиноземистый цемент и оксид алюминия. Они обеспечивают отличные вяжущие свойства и уменьшают время схватывания. Дополнительно в основу безусадочной смеси входят боксит и известняк, добывающиеся непосредственно на территории Российской Федерации.

К основным факторам ВБЦ относится следующее:

1. Количество цемента от общего объема должно составлять 85%, вхождение асбеста не превышает 5%, а пропорции извести и гипса неоднозначны (зависит от назначения раствора).
2. В заводском производстве изготовление водонепроницаемого материала опирается на тщательное перемалывание цемента, а также добавление кальцинированной извести и гипсовой муки.
3. По принципу действия при затвердевании образуется кристаллизация алюминатов кальция. Далее учитываются способности к противодействию расширению, что способствует высокой степени уплотнения бетона. Благодаря этому раствор становится водонепроницаемым и получает отличные гидроизоляционные качества.

Все характеристики начинают проявляться спустя 1-1,5 часа после изготовления материала. По истечению 28-30 дней он полностью затвердевает и приобретает лучшие эксплуатационные и прочностные свойства. За счет того, что быстротвердеющий водонепроницаемый цемент используется в достаточно влажной среде, он должен отвечать антикоррозийным требованиям.

Именно эти качества не позволяют ржаветь и разрушаться арматурным стержням и закладным деталям. Для их достижения в состав добавляется алюминиевый порошок, азотнокислый кальций и ферросилиций как вяжущее вещество. Пропорциональное количество наполнителей может варьироваться, в связи с этим меняется и стоимость продукции.

Технические свойства раствора

1. Водостойкий цемент обладает напрягающими и расширяющими качествами с несущественной усадкой. Это относится как к пластическим, так и схватывающимся показателям. Срок затвердевания – 2-3 суток.

2. Реопластичность – это характеристика текучести при минимальном количестве воды. В пропорциональном соотношении ее достаточно около 20-30% на 3 кг сухой смеси. При замешивании 25 кг объем готового состава на выходе – 16,5-17 литров. Однако консистенция в этой пропорции получается весьма жидкая, поэтому ее практично использовать для заливки бетонных изделий или конструкций в опалубку.

3. Благодаря высокой текучести появляются такие свойства, как хорошая удобоукладываемость и повышенный коэффициент плотности на ранней и конечной стадии применения. Обладает отличными опеофобными характеристиками, то есть стойкостью к воздействию углеводородов и масляных составов.

4. Получаемый вязкий бетон по пропорциям совпадает с тем, у которого пониженная осадка конуса, при этом водоотделение практически отсутствует. Также ценится за высокую устойчивость к влиянию сульфатных соединений. Из-за малого количества воды в составе безусадочного раствора требуется периодическая обработка специальными средствами по уходу за бетоном в процессе высыхания. Если этого не делать, тонкий заливочный слой может начать трескаться из-за быстроты схватывания.

Область применения

Основным назначением является изготовление изолирующих оболочек элементов в масштабных железобетонных сооружениях, которые используются для фильтрации воды. Также она выступает в качестве гидроизолирующего материала в подземных туннелях или каналах под водным массивом. Благодаря высокой водонепроницаемости ей можно ремонтировать или заделывать швы в крупнопанельных зданиях.

ВБЦ подбирается в условиях высокой влажности от 70% и выше, так как в достаточно сухих помещениях до 65% смесь способна давать значительную усадку. Этот вид цемента подбирается для защиты бетонных конструкций от воздействия влагосодержащих хлоридов, сульфитов и едких сульфатов.

Кроме всего прочего быстросхватывающийся цемент разрешается применять для таких видов работ:

1. Заливка монолитных систем при пониженной влажности, а также при устройстве на достаточно большой высоте от уровня земли (более 200 м).
2. Замешивание растворов для замоноличивания закладных деталей, анкерных элементов, петель. Дополнительно назначается для цементирования тонких швов и стыков в каменной или кирпичной кладке.
3. Заделка трещин и дефектов бетонных изделий после влияния высоких механических напряжений, а также в процессе эксплуатации.
4. Изготовление густоармированных ЖБИ, заливка стыков в сборных элементах зданий.
5. Устройство фундаментов или фундаментных подушек для АЭС, портов, пирсов и турбогенераторов.
6. Ремонтные работы в промышленных предприятиях, где используются смазочные или топливные смеси, минеральные масла, а также восстановление предварительно напряженных конструкций, на которые воздействуют нормальные или эксцентричные усилия.

Современные производители изготавливают материалы по индивидуальным технологиям и выпускают под своими торговыми марками – ГИДРО-SI, НЦ 10, Master Emaco A 640 (MacFlow) и другие.

Ряд бетонных конструкций в соответствии со своим специальным назначением должны обладать той или иной степенью . В числе «конструкции специальных назначений»: все виды гидротехнических сооружений, подвалы, погреба, резервуары для хранения воды и пр. для этого используют водонепроницаемый цемент.

Используя для изготовления бетонов и растворов водонепроницаемый цемент можно обеспечить гарантированную защиту сооружений от проникновения влаги в толщу их конструкции. А также значительно сократить или полностью исключить дорогостоящие мероприятия по гидроизоляции.

Как сделать цемент водонепроницаемым

Проницаемость бетонной конструкции для влаги, поступаемой под избыточным давлением, определяется наличием пор и капилляров, сквозь которые собственно и проникает влага. Таким образом, для эффективного устранения протечек водонепроницаемый цемент должен иметь в своей толще минимальное количество воздушных пор и воздушных капилляров.

Другими словами, создать водонепроницаемый цемент, значит локализовать воздушные включения комплексом мер: расширения материала, заполнения пор другим веществом или их устранения другими методами. В их числе:

• Готовить бетонный раствор на основе водостойких цементов.
• Вибрирование залитой конструкции.
• Специальный уход за бетонными сооружениями.

Рассмотрим указанные способы подробнее.

Виды водостойких цементов

В зависимости от механизма получения «водонепроницаемости» различают следующие типы связующего: водонепроницаемый безусадочный цемент, водонепроницаемый расширяющийся цемент и цемент со специальными присадками.

• Водонепроницаемый ВРЦ. Популярные марки: М400 ВРЦ Д0(Д20), М500 ВРЦ Д0(Д20), М600 ВРЦ Д0(Д20). Цемент водонепроницаемый быстротвердеющий – разновидность расширяющегося материала. Популярные марки: М400 ВРЦ Б, М500 ВРЦ Б, М600 ВРЦ Б. Благодаря специальному составу и специальной технологии изготовления при схватывании, данный строительный материал расширяется в объеме и быстро твердеет. В среднем, схватывание смеси происходит в течение 10 минут. При этом величина расширения зависит от степени влажности окружающей среды – при увеличении влажности величина расширения повышается. Поэтому очень важно в течение 72 часов после заливки поддерживать высокую влажность конструкции (укрывать полиэтиленовой пленкой, сбрызгивать водой). Область применения – возведение гидротехнических сооружений (плотин, дамб, мостов), ремонт сооружений, строительство подземных объектов. Также это самый предпочтительный вариант водонепроницаемого цемента для бассейнов.
• Водонепроницаемый безусадочный цемент. Популярные марки: М400 ВБЦ Д0 (Д20), М500 ВБЦ Д0 (Д20), М600 ВБЦ Д0 (Д20). Этот вид специального вяжущего производится на основе клинкера с добавкой алюмината кальция. Благодаря добавке алюмината кальция, после затворения смеси, образуется очень плотный камень с минимальным количеством капилляров. Как и в предыдущем случае, обязательным условием застывания бетона или раствора на основе безусадочного цемента – повышенная влажность окружающей среды. Если влажность окружающей среды будет менее 70%, «безусадочные» свойства материала утрачиваются. Область применения – возведение фундаментов, полов в гаражных и подвальных помещениях, выгребных ям, гидроизоляция тоннелей, герметизация швов, строительство чаш бассейнов и искусственных водоемов.
• Гидрофобный цемент. Материал этого вида представляет собой общестроительный портландцемент со специальными гидрофобизирующими присадками (олеиновая кислота, остатки кислот синтетического происхождения, асидол, мылонафт и пр.). Популярные марки: М400 Д0 ГЦ, М500 Д0 ГЦ, М600 Д0 ГЦ. Механизм достижения «влагонепроницаемости» состоит в соединении частичек цемента с молекулами добавки с последующим образованием мономолекулярного воздушного слоя, который защищает поверхность частичек от контакта с влажной средой. Область применения: возведение чаш искусственных водоемов, изготовление гидроизолирующих штукатурок, укладка дорог и взлетных полос аэродромов.

Производители водонепроницаемых цементов: ПАО «ЭКОСИСТЕМА» (г. Москва), Екатеринбургский цементный завод, MAPEI (Италия). В связи с очень высокой ценой водонепроницаемого цемента, ограниченности применения и небольшим сроком годности, большинство отечественных производителей цемента изготавливают его отдельными партиями по отдельному договору.

Вибрирование

Уход за бетонными конструкциями

В течение 72 часов после заливки сооружения поверхность бетона нуждается в специальном уходе – регулярном, с интервалом в несколько часов, увлажнении (сбрызгивании водой) и укутывании полиэтиленовой пленкой. Данные мероприятия позволяют избежать появления трещин и снизить величину усадки.

Водонепроницаемый цемент своими руками

Учитывая ограниченную доступность влагостойких цементов в свободной продаже и их высокую стоимость, частные застройщики могут изготовить водонепроницаемый состав, добавив в цемент присадку «Жидкий гидроизолирующий гиперконцентрат Дегидрол люкс 10-2», выпускаемую компанией НПК «Дегидрол» (Россия, г. Красноярск). Добавка вводится в бетономешалку после ввода затворителя или в уже готовую, смесь в количестве, представленном в данной таблице:

С помощью этой относительно недорогой присадки (269-270 руб./литр) можно своими силами изготовить конструкцию, имеющую следующие технические характеристики: водонепроницаемость до марки W20(по всему «телу» сооружения), морозостойкость до марки F600, увеличенной прочностью на сжатие (до 30%) и увеличенной защитой стальной .