Саморасширяющийся цемент и его свойства

Саморасширяющийся цемент: что это такое

Этот вид цемента — одна из вяжущих строительных смесей. Она не умеет усадки и увеличивается при застывании. Ее используют в качестве основы для смесей с линейным расширением и для укрепления конструкций. Этот материал можно считать новинкой в строительной отрасли. Он достаточно дорогостоящий, поэтому нужно внимательно отнестись к процессу выбора разновидности в зависимости от вашей цели.

Содержание:

1. Как это работает;
2. Какие бывают виды;
3. Перечень основных параметров;
4. Сфера применения;
5. Стоимость.

Как это работает

Усадка портландцемента обычно несколько миллиметров на метр здания, после затвердевания возникает риск не только усадки, но и появления трещин. Саморасширяющиеся смеси в этом плане гораздо выгоднее, после затвердения возрастает объем. Нужно тщательно подбирать необходимую разновидность смеси в зависимости от цели. Чаще всего выбирают именно смеси с добавками. Специализированные примеси дают раствору ряд полезных и уникальных свойств. Если говорить в целом, то саморасширяющийся цемент обязан своими свойствами именно примесям и добавкам. Застывает раствор достаточно быстро, этот параметр колеблется от 5 до 10 минут.

Виды цемента

Саморасширяющийся цемент в зависимости от свойств и характеристик можно поделить на несколько видов:
1. Напрягающий;
2. Водонепроницаемый и расширяющийся;
3. Расширяющийся;
4. Гипсоземистый и глиноземистый.
Если говорить о первых нескольких видах, то их довольно часто используют. Растворы на основе таких смесей увеличивают прочность конструкции в несколько раз. Такие смеси редко используются в частном строительстве.

Саморасширяющийся водонепроницаемый раствор используется при смесях для гидроизоряции. Дело в том, что в процессе расширения такой раствор образует искусственный камень и остается непроницаем для влаги. При этом показатель линейного расширения может достигать 1%. Полезные свойства и характеристики начинают проявлять себя уже после затвердевания материала.
Что касается последней группы, то они также обладают всеми свойствами гидроизоляции. Основу для таких смесей составляют высокоземнистые шлаки и природный гипс (чаще всего двуводный).
Благодаря этому материал не только приобретает характеристику морозостойкости, но увеличивает свое линейное расширение и приобретает антикоррозийные свойства. Но при этом к таким смесям нужен особый подход в процессе использования и ухода за материалом. Например, некоторым маркам в процессе затвердевания нужна пропарка или повышенный уровень влажности. Некоторые не подходят для финишной отделки. Поэтому выбирая материал, нужно учитывать не только характеристики, но и условия, в которых вы планируете работать.

О свойствах и характеристиках

Что касается свойств, то все основные показатели утверждаются требованиями ГОСТ, а дополнительные характеристики чаще всего выбираются по европейскому стандарту.
Основные технологические характеристики составляют следующий список:
1. Скорость затвердевания материала;
2. Степень расширения;
3. Показатели прочности;
4. Рабочая температура.
Также есть и другие характеристики, относящиеся к условиям эксплуатации.

У саморасширяющегося цемента помимо отсутствия усадки есть ряд других полезных свойств, такие как влагостойкость, прочность, температурная устойчивость, переносимость коррозии, влаги и сульфатов. Расширение при этом проходит по всему материалу, это гарантирует равномерное распределение и почти полное отсутствие пустот. После затвердевания раствор свободно может взаимодействовать с поверхностью.
В зависимости от разновидности, недостатки и достоинства меняются. Тоже самое касается характеристик: у некоторых марок они теряются при нарушении определенных условий (например, температурный режим или высокая влажность) или неправильных действий в процессе эксплуатации.

Читайте также:
Пиломатериалы

О сфере применения

В индивидуальном строительстве данный материал применяется редко и исключительно для исполнения строго определенной задачи. Эти задачи бывают разными, начиная от наружной отделки стены и заканчивая скреплением железобетонных конструкций. Также его используют при организации перекрытий в частных домах.

Саморасширяющийся раствор может соединить даже растрескавшиеся стены. Это отодвигает капитальный ремонт на долгие сроки. Также данный материал используется при наружной отделке, он влагоустойчив и легко сохраняет теплоизоляционные свойства. С помощью этого материала можно устроить баню или бассейн. В местах растрескивания смесь наносится тонким слоем.

Как применять расширяющийся (саморасширяющийся) цемент для заделки трещин, характеристики, проиводители

Расширяющийся цемент — это инновационный связующий материал, который отличается особыми свойствами и преимуществами. Его разрабатывали для узкопрофильных строительных работ, поэтому применение в частном строительстве неоправданно.

расширяющийся цемент

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы представляют собой группу стройматериалов, которым свойственны отличительные технические характеристики и качества. Их можно классифицировать по свойствам и используемому исходному сырью, определяющим конечные свойства и поведение смеси:

  1. Глиноземистые разновидности способны увеличиваться в объеме во время гидратации, что позволяет сохранять правильную форму без трещин, деформаций с небольшой усадкой.
  2. Безусадочные материалы по мере затвердевания увеличивают объем, но когда обретают конечные прочностные показатели, не изменяются в размерах.
  3. Напрягающий тип эффективен при возведении конструкций из железобетона.

В составе 3 перечисленных разновидностей присутствует клинкерный портландцемент с различными доменными шлаками, гипсом, прочими добавками.

Для достижения расширяющего эффекта используются следующие присадки:

  1. Соединения алюминия.
  2. Магниевые реагенты.

Увеличение в объеме обусловлено и наличием гипса, который вступает в реакцию с жидкостью. Расширяющийся портландцемент сохраняет прочность и даже становится более плотным. Это придает ему ряд преимуществ над традиционными пористыми бетонами.

для чего нужен саморасширяющийся цемент

Напрягающий тип выполняет роль растяжителя, поскольку он способен удлинять армированные каркасы в процессе гидратации, обеспечивая внутреннее напряжение стали и поднимая несущие способности конструкции.

Преимущества

Цемент саморасширяющийся пользуется спросом за счет следующих эксплуатационных преимуществ:

  1. Повышенные адгезионные свойства и равномерное расширение, способствующие плотному прилеганию раствора к основе и постепенному заполнению пустот и трещин.
  2. Улучшенная устойчивость к отрицательным температурам. За счет минимального водопоглощения вяжущий компонент может выдерживать до 1500 циклов заморозки-разморозки.
  3. Устойчивость к скачкам температуры.
  4. Возможность реализации строительных мероприятий в холодный период.
  5. Неуязвимость к негативному воздействию атмосферных или химических факторов.

Недостатки

Однако кроме плюсов, цемент расширяющий может иметь и негативные качества. К ним относят:

  1. Дороговизну продукции в сравнении с вариантами для бытового и общестроительного применения.
  2. Небольшой срок хранения. Он варьируется от 1 до 3 месяцев в герметичном пакете.
  3. Ограниченный объем производства. Чтобы получить крупную партию, необходимо сделать персональный заказ.
  4. Высокая вероятность покупки низкокачественных аналогов и подделок.
  5. Ряд сложностей при укладке. Поскольку главные свойства расширяющихся растворов проявляются в результате затвердевания под воздействием жидкости, в течение первых нескольких дней бетонные конструкции нужно обрабатывать водой и укрывать полиэтиленом.

Классификация по составу

Цементные составы с саморасширяющими свойствами, продающиеся в Москве, могут отличаться типом исходного сырья и присадок, на основе которых они изготовлены. С учетом этих особенностей существует классификация по составу.

Читайте также:
Не знаете, как обновить затирку на плитке в ванной? Пошаговая инструкция и лучшие способы

Глиноземный цемент

Глиноземистые цементы являются наиболее востребованными в группе вяжущих материалов с расширяющими свойствами. Их называют алюминатными.

  1. Алюминатные с характерными добавками.
  2. Простые глиноземные..

По специфике состава и эксплуатационным характеристикам они практически идентичны, но некоторые особенности отличаются.

  1. Состав. Алюминатные цементы состоят из клинкера, гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция. В составе глиноземистых разновидностей присутствует только высокоглиноземистый шлак (его доля равна 70%) и двуводный гипс.
  2. Показатели расширения. В первые сутки они составляют 0,05% для обеих типов. Через 28 суток алюминатный тип расширяется на 0,02%, а классический — на 0,1%.
  3. Схватывание и твердение. Процесс схватывания алюминатных цементов занимает не больше 10 минут, а полное затвердение происходит за 1 час. Простой глиноземистый состав твердеет 4 часа.
  1. Допускают проведение строительных работ при морозе до -25°C. Это делает их востребованными для зимнего периода.
  2. Соответствуют стандарту морозостойкости F200. Глиноземный цемент широко используется при возведении построек в северных регионах.
  1. Уязвимость к воздействиям температур выше +80°C. В случае перегрева камень теряет прочность и начинает растрескиваться.
  2. Процесс полного уплотнения занимает около 28 суток.

маркировка смеси саморасширяющегося цемента

Портландцементы

РЦ-смесь на основе портландцемента содержит в своем составе массу присадок и основополагающих компонентов:

  1. Портландцемент, глиноземистый шлак, двуводный гипс и минеральные добавки. Процесс схватывания и уплотнения занимает столько времени, сколько указано в характеристиках к маркам М400, М500, М600.
  2. ПЦ, негашеная известь и полимерные присадки. Увеличение в объеме обусловлено появлением газовых пузырьков из-за гидратации воды и извести. К минусам вяжущего компонента относят быстрое расширение с небольшой усадкой. Расширяющиеся тампонажные цементы из этой группы предназначаются для заделки пустот и швов, где важно достичь высокой герметизации.
  3. Соединения портландцемента и гипса с минеральными компонентами. Нередко глиноземистый шлак заменяется составом на основе сульфата кальция и алюминия.

Напрягаемые бетонные смеси создаются на базе портландцемента, поскольку эта разновидность отличается высокими прочностными свойствами, может эксплуатироваться в разной среде.

использование саморасширяющегося цемента

Дополнительные требования

Требования к расширяющим составам на базе ПЦ и глинозема регламентируются нормами ГОСТ 30515-97. Согласно установленным требованиям, материал должен соответствовать качеству и проходить ряд тестов.

  1. Для изготовления смеси используется клинкер с правильным составом и ссылкой на ГОСТ 310.3.
  2. В составе должны присутствовать специальные добавки, определяющие свойства конечной продукции.
  3. При фасовке цемента допускается использование бумажных и полимерных пакетов, герметичных контейнеров.
  4. Состав можно хранить в течение заданного срока.

Применение

Существует широкий спектр задач, для которых может применяться РЦ. К ним относится:

  1. Обустройство чаш ванных, саун и бассейнов, включая уличные конструкции. Для такой работы задействуются водонепроницаемые составы, которые лишены проблемы усадки, поскольку даже передовые гидроизоляционные слои не могут гарантировать защиту от растрескивания днища.
  2. Производство штукатурок для уличной отделки, где важно достичь максимальной прочности герметизации.
  3. Проведение ремонта фасадов и внутренней части постройки, заделывание трещин и стыков.
  4. Ремонтная склейка железобетонных конструкций.
  5. Добыча больших глыб скальных пород при «тихом взрыве». Метод предусматривает проделывание щели, куда помещается цементный раствор. По истечении заданного времени он расширяется в объеме и выталкивает наружу глыбы породы. За счет доступности и экологичности способ пользуется большой популярностью.
Читайте также:
Размеры плоского шифера

бетон расширяющий для заделки швов

Ремонт бетона

Использование РЦ для ремонта бетонных конструкций выполняется по тем же принципам, что и в случае с простым цементным раствором. Однако есть некоторые особенности и правила, которых нужно придерживаться:

  1. Обрабатываемая поверхность предварительно очищается от любых загрязнений и аморфного налета.
  2. Перед использованием раствора основа и армированные элементы поливаются водой.
  3. Чтобы создать качественный раствор, расширяющую смесь нужно соединить с песком в пропорции 1:2, залить водой и тщательно перемешать.
  4. Для нанесения раствора допускается использовать пневмонабрызгиватель и специальные строительные шприцы.
  5. Изделие покрывается полиэтиленом и поддерживается во влажном состоянии еще неделю.
  6. Нельзя соединять цемент с расширяющими свойствами с классическими разновидностями смеси.

цемент саморасширяющийся для заделки трещин

Для заделки трещин

С помощью расширяющего состава можно заделать трещины или места щелей. Чтобы провести такую работу, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Состав для заделывания тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм создается по следующим пропорциям: 1 часть РЦ соединяется с 1 частью песка, заполнителя и воды.
  2. Для заделки повреждений шириной 0,5-3 мм используется такой рецепт: 1 часть цементной смеси размешивается с 2 частями песка крупностью 1,0 и водой.

Компании-производители

На рынке цементных составов продается продукция от некоторых отечественных брендов, выпускаемых Пашийским металлургическим цементным заводом и MasterEmaco.

Составы первой компании продаются в 2 типах: глиноземистый цемент и напрягающий. Вторая торговая марка разрабатывает пластифицированные материалы. Мешок весом 25 кг такой продукции обойдется в 1,6 тыс. руб.

Саморасширяющийся цемент и его свойства

Востребованные строительные материалы: бетон и раствор на основе портландцемента, обладают существенным недостатком. При схватывании и наборе прочности на открытом воздухе залитая конструкция дает усадку 1-1,5 мм/м. При строительстве протяженных и объемных сооружений (резервуары, ЖБИ, стволы шахт и др.), усадка бетона, является причиной появления трещин и даже разрушения конструкции.

Саморасширяющийся цемент

Поэтому для этих целей используется специальный строительный материал – саморасширяющийся цемент. Понятие «расширяющийся цемент» объединяет группу «вяжущих», обладающих одной особенностью – способностью расширяться объеме в пределах: 0,15-0,7%.

Особенности твердения бетона на саморасширяющемся цементе

Эффект саморасширения достигается с помощью создания минералов Эттрингит. Образование кристаллов Эттрингита происходит при взаимодействии присадок – алюминатов и сульфатов кальция на водной основе. При этом в состав кристаллов минерала входит большое количество молекул H2O.

Именно это обстоятельство обеспечивает эффект саморасширения. Твердые компоненты саморасширяющегося цемента, взаимодействуя друг с дружкой в процессе гидратации, присоединяют к себе воду и таким образом увеличивают свой объем в несколько порядков.

Одной из основных особенностей, которыми характеризуется данный вид связующего, в растворах на его основе параллельно идет два процесса: процесс образования эттрингита обеспечивающего увеличение объема и процесс схватывания и твердения. Если процесс образования минералов произойдет раньше, чем произойдет процесс схватывания и набора небольшой прочности, эффекта саморасширения не получится. Кристаллы эттрингита «сожмут» податливую массу в обратную сторону.

Поэтому при возведении сооружений из саморасширяющегося цемента необходимо обеспечить постоянное увлажнение поверхности в течение от 12 часов до 7 дней в зависимости от типа вяжущего.

Читайте также:
Плюсы и минусы угловых распашных шкафов, базовые модели, нюансы выбора

Виды и назначение

На данный момент времени строительная промышленность, и частные лица могут приобрести следующие виды расширяющихся продуктов для приготовления бетонов и растворов:

  • Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Связующее этого вида создают совместным помолом компонентов или смешиванием готового глиноземистого цемента, природного гипса и присадки – алюмината кальция. Начала схватывания материалов на основе ВРЦ происходит в течение четырех минут. Конец схватывания в течение 10 минут. Для увеличения периода схватывания в растворы и бетоны добавляют присадки: буру, уксусную кислоту или СДБ. Область применения: ремонт конструкций, гидроизоляция подземных сооружений, создание водонепроницаемых швов. (ГЦ). Популярный быстротвердеющий цемент, продукт совместного измельчения или смешивания глиноземистого клинкера и специального природного гипса. Область применения: гидроизоляция подземных сооружений, чеканка швов, приготовление расширяющихся бетонов и растворов.
  • Саморасширяющийся быстросхватывающийся цемент РПЦ 500 или РПЦ 400. В состав вяжущего данного типа входит портландцементный клинкер, глиноземистый клинкер и присадки. Область применения: ремонтные и восстановительные работы, гидроизоляция конструкций, замоноличивание стыков гидротехнических сооружений.
  • Саморасширяющийся цемент НЦ. При затворении сначала набирает прочность, далее саморасширяется. Это дает возможность напрягать возводимую конструкцию. Состав НЦ можно характеризовать как особый: обычный общестроительный портландцемент, глиноземистый цемент и гипс. Область применения: производство труб работающих под делением, возведение резервуаров, строительство объектов спортивного назначения.

Саморасширяющийся цемент и его свойства

Требования к качеству саморасширяющегося цемента

Вяжущее этого типа характеризуется специальными свойствами и весьма ограниченным сроком использования. Гарантированный срок использования составляет период времени от 1 до 3 месяцев после изготовления продукта. Поэтому расширяющийся цемент, как правило, производится ограниченным списком компаний и только в формате «под конкретный заказ».

Производители Российской Федерации установили следующие цены на расширяющийся цемент. В среднем цена одного килограмма расширяющего связующего начинается от 79 рублей/кг и более. Конечная цена зависит от конкретного поставщика.

Заключение

При принятии решения о покупке и использовании расширяющихся цементов следует руководствами рекомендациями специалистов в области строительства. В противном случае, существует объективный риск неоправданного увеличения стоимости строительных работ.

Цемент с саморасширяющимися свойствами

Одним из немногих недостатков растворов на основе обычного портландцемента является усадка по мере затвердевания (до 2 мм/м), что в ряде случаев недопустимо. При строительстве конструкций с повышенными требованиями к трещиноусточивости, морозо- и влагостойкости и долговечности рекомендуется купить цемент с саморасширяющимися свойствами, увеличивающими свой объем за счет введения соответствующих добавок и использования многокомпонентного вяжущего. Большинство из этих марок относятся к узкоспециализированным и требуют обоснованного применения, как из-за повышенной стоимости (в 3-4 раза выше в сравнении с обычными портландцементами), так и из-за необходимости создания особых условий затвердевания.

Расширяющаяся цементная смесь

Цемент начинает саморасширяться при вводе в состав таких компонентов, как: природный двуводный или полуводный гипс, глиноземистые шлаки, высокоосновной гидросульфоалюминат кальция, негашеная известь и другие минеральные добавки (доля последних – не выше 20 %). В зависимости от вида смесь начинает либо образовывать множество мелких пузырьков, либо кристаллизироваться. В любом случае эти процессы протекают на начальном этапе затвердевания, в итоге обеспечивая увеличение объема от 0,2 до 2 % (для сравнения у безусадочных оно не выше 0,01-0,1 %).

Сроки и условия застывания зависят от марки цемента, у некоторых разновидностей они рекордные – несколько минут в начале и через 8-14 – достижение твердого состояния. К преимуществам такого вяжущего относят высокую адгезию и равномерное распределение внутри заполняемых полостей, отсутствие усадки и устойчивость к температурным колебаниям.

Читайте также:
Онлайн калькулятор расчета отопления дома, расчет мощности газового котла

Виды, свойства и характеристики

В зависимости от состава и функционального назначения выделяют следующие группы:

  • Расширяющийся портландцемент (РПЦ) – тонкомолотая смесь с добавками доменных шлаков и гипса, характеризуется ускоренным набором прочности. Помимо стандартной сферы применения саморасширяющийся цемент используется при изготовлении сборных ЖБИ с последующей термообработкой, его ввод позволяет снизить время пропарки на 4-6 ч.
  • Гипсоглиноземистый (ГГРЦ) – смесь из тонкоизмельченного двуосного гипса и высокоглиноземистых шлаков. Степень их расширения зависит от соотношения В/Ц и условий твердения, после застывания бетоны на основе ГГРЦ ценятся за высокую морозоустойчивость и стойкость к агрессивным средам.
  • Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) – составы для возведения подземных и подводных объектов. На начальном этапе они обеспечивают равномерное увеличение линейного объема до 1 %, полученное покрытие имеет повышенную плотность. Также к особенностям относят высокую скорость окончательного застывания – в пределах 1-2 дня.
  • Напрягающий (НЦ), отличающийся высокой степенью помола клинкера (до удельной поверхности от 3500 см 2 /г), сверхбыстрым схватыванием и значительной энергией расширения. Последнее свойство позволяет использовать эту разновидность для создания самонапрягающихся ЖБИ (труб, тонкостенных конструкций). Чем выше марка, тем сильнее эта способность.

Отдельной группой идет пластифицирующий саморасширяющийся цемент, в отличие от предыдущих разновидностей в нем отсутствуют шлаки и глиноземы. Нужный эффект (безусадочность, прочность, трещиноустойчивость) в нем достигается за счет ввода в состав пластификаторов. Такая продукция практически не реализуется в биг-бегах из-за высокой цены, к оптимальной сфере ее применения относят выравнивающиеся стяжки. Дополнительную информацию о расширяющихся смесях вы найдете в этой статье.

Состав образцов безусадочного цемента

Точные значения характеристик у разных марок отличаются, усредненные показатели сведены в таблице:

Доменный шлак – 5-7

Двуводный гипс – 7-10

Полуводный гипс – 20

Высокоосновной гидроалюминат кальция – до 10

Глиноземистый цемент – 16-20

Область и особенности применения

Саморасширяющийся, безусадочный цемент востребован при приготовлении бетонов с аналогичными свойствами и замесе гидроизоляционных штукатурок. Сфера использования включает:

  • Возведение объектов с повышенными требованиями к трещинойстоустойчивости и водонепроницаемости, включая подземные.
  • Ремонтные работы: плановые, реконструкционные и экстренная защита от водопритока.
  • Защиту стен из пористых кладочных материалов.
  • В частном строительстве – обустройство подвалов, бассейнов, бань, душевых, подземных гаражей.

Усадка бетона

К обязательным условиям работы с саморасширяющимися составами относят замес в бетоносмесителях с электрическим приводом (из-за сверхбыстрого времени схватывания), потребность в армировании или поддержке конструкции (для исключения риска деформации при увеличении раствором своего объема) и четкое соблюдение пропорций, указанных производителем. Последнее свойство касается в первую очередь воды – это вещество служит как катализатором, так и регулятором всех процессов: от усадочных до набора прочности. Важную роль играют не только условия застывания, но и эксплуатации, многие марки саморасширяющихся водонепроницаемых цементов теряют свои полезные свойства при превышении температуры свыше +80 °C.

Саморасширяющиеся цементы – специальные строительные смеси

понятие расширяющихся цементов

Основными вяжущими материалами в строительстве являются цементы. Наибольшее распространение получили композиции на основе портландцемента. Несмотря на широкую популярность, иногда их использование нежелательно – дефекты в виде микро- и макротрещин вызывают деформацию и усадку конструкции. Саморасширяющиеся цементы относятся к специальной разновидности вяжущих смесей, не имеющих таких негативных качеств.

Читайте также:
Ручные культиваторы

Классификация и свойства

Нормальная усадка портландцемента (уменьшение линейных размеров) достигает до 2 мм/м изделия. Пока смесь влажная, её габариты увеличиваются за счет поглощённой воды. Непосредственная усадка происходит при высыхании цементного раствора на воздухе на третьей неделе затвердевания.

В зависимости от состава и требуемых характеристик, материал подразделяется на следующие виды:

  1. безусадочные цементы – расширение равно последующей усадке, что приводит к постоянству размеров;
  2. расширяющиеся цементы – усадка в сухом виде меньше, чем начальное расширение, на 5-6 мм/м готового изделия;
  3. напрягающий цемент – представляет собой расширяющуюся разновидность, которую используют в производстве железобетонных конструкций.

Принцип действия напрягающего цемента основан на механическом взаимодействии бетонного раствора и металлической арматуры. Железобетонный каркас при заливке расширяющейся смеси подвергается растягиванию. Прочность арматуры препятствует дальнейшему натяжению и останавливает расширение цементной смеси.

Такое взаимодействие приводит к одновременному растяжению металлического каркаса и остановке расширения. Арматура стремится сжаться, а бетон – расшириться. Это держит всю конструкцию в напряжении и увеличивает прочность в 1,5-2 раза. Сравнение динамики усадки обычного, безусадочного и расширяющегося цемента показано на рисунке 1.

Рис. 1. Динамика усадки цементов. Обозначения: «1» — обычный портландцемент; «2» — безусадочный цемент; «3» — расширяющийся цемент:

Состав и производство

Различные сферы применения определяют строительные и эксплуатационные параметры материалов. Для их достижения используются различные композиционные схемы производства, включающие широкий ряд компонентов. Рассмотрим принципиальные составы саморасширяющихся цементов.

Составы на основе портландцемента

Существуют композиции для производства обычных саморасширяющихся и напрягающих цементов.

Различия заключаются в составе, который обуславливает параметры схватывания:

  • 65-75 % портландцемента, 6-10 % гипса, 15-25 % высокоглиноземистого шлака. Высокое содержание расширяющегося связующего способствует увеличению скорости схватывания (начало – через 30 минут, окончание – через 4-6 часов после приготовления раствора). Быстрый рост механических напряжений позволяет применять такие составы для производства напрягающих цементов. С увеличением содержания гипса скорость схватывания уменьшается. Это делает возможным применение смесей в бытовых целях (обмазка стыков, штукатурка и др.);
  • 94-95 % портландцемента, 0,1-0,2 % полимерной добавки, 5-6 % негашеной извести. Принцип действия заключается в образовании мельчайших пузырьков газа, сопутствующих гашению извести при добавлении воды. Изначальное расширение такого цемента будет высоким, однако последующая усадка возвращает объём к исходному состоянию. Подобный состав применяется для безусадочных растворов, используемых для заделывания стыков между плитами железобетонных конструкций. Ещё одним направлением является метод «тихого взрыва» (см. ниже), применяющийся при добыче камней;
  • варианты смесей из портландцемента, гипса и других минеральных добавок. В качестве замены высокоглиноземистому шлаку может использоваться алунит – смешанный основной сульфат кальция и алюминия. Дополнительным компонентом, увеличивающим расширение, является негашеная известь.

Составы на основе глиноземистого цемента

К ним относятся би-, три- и более компонентные смеси, обязательно содержащие глиноземистый цемент (продукт обжига и помола боксита и известняка) и обводненный сульфат кальция (гипс).

Читайте также:
Новые технологии в строительстве: инновационный австралийский дом

Отличительной особенностью такого цемента является очень высокая скорость схватывания (начало – от 10 минут, завершение – 1 час после приготовления смеси). Для регулирования скорости затвердевания применяют добавку буры или уксусной кислоты.

Гипсоглиноземные цементы применяются для обработки швов и пористых поверхностей, обеспечивая высокую гидроустойчивость. Подобранные безусадочные композиции могут использоваться для обмазки стыков труб, выдерживая давление воды до 10 атм. Преимуществом таких смесей перед портландцементом является более высокая (в 10-20 раз) схватываемость со старым раствором конструкции.

Ограничением гипсоглиноземных цементов является максимальная рабочая температура среды – не более 80 °С. Большая морозоустойчивость (до 200 циклов) позволяет использовать такие материалы в холодном климате.

Производство расширяющихся цементов заключается в смешивании подробленных до пылеобразного состояния компонентов или совместном дроблении их смеси. При бытовом производстве саморасширяющихся составов используется смесь портландцемента, гипса и негашеной извести. Полученная композиция применяется для гидроизоляции швов между строительными блоками.

Требования к цементам и методы контроля качества устанавливаются стандартом ГОСТ 30515-97. Ряд специфических параметров может регулироваться отраслевыми нормативными документами и техническими условиями.

Основная масса саморасширяющихся цементов относится к маркам 400, 500 и 600, выдерживая давление не менее 40, 50 и 60 МПа/см2 соответственно. Напрягающие цементы являются наиболее прочными (марка 600).

Саморасширяющийся бетон: разновидности, характеристики

Востребованные строительные материалы: бетон и раствор на основе портландцемента, обладают существенным недостатком. При схватывании и наборе прочности на открытом воздухе залитая конструкция дает усадку 1-1,5 мм/м. При строительстве протяженных и объемных сооружений (резервуары, ЖБИ, стволы шахт и др.), усадка бетона, является причиной появления трещин и даже разрушения конструкции.

Саморасширяющийся цемент

Поэтому для этих целей используется специальный строительный материал – саморасширяющийся цемент. Понятие «расширяющийся цемент» объединяет группу «вяжущих», обладающих одной особенностью – способностью расширяться объеме в пределах: 0,15-0,7%.

Особенности твердения бетона на саморасширяющемся цементе

Эффект саморасширения достигается с помощью создания минералов Эттрингит. Образование кристаллов Эттрингита происходит при взаимодействии присадок – алюминатов и сульфатов кальция на водной основе. При этом в состав кристаллов минерала входит большое количество молекул H2O.

Именно это обстоятельство обеспечивает эффект саморасширения. Твердые компоненты саморасширяющегося цемента, взаимодействуя друг с дружкой в процессе гидратации, присоединяют к себе воду и таким образом увеличивают свой объем в несколько порядков.

Одной из основных особенностей, которыми характеризуется данный вид связующего, в растворах на его основе параллельно идет два процесса: процесс образования эттрингита обеспечивающего увеличение объема и процесс схватывания и твердения. Если процесс образования минералов произойдет раньше, чем произойдет процесс схватывания и набора небольшой прочности, эффекта саморасширения не получится. Кристаллы эттрингита «сожмут» податливую массу в обратную сторону.

Поэтому при возведении сооружений из саморасширяющегося цемента необходимо обеспечить постоянное увлажнение поверхности в течение от 12 часов до 7 дней в зависимости от типа вяжущего.

Объемные деформации конструкций

При производстве железобетона, во время гидратации цемента образуются коллоидные и кристаллические образования, которые по-разному могут влиять на процессы деформации, происходящие в цементном камне.

Процесс образования трещин

Коллоидные образования в период твердения смесей уплотняются и способствуют появлению усадочных раковин. А образуемые кристаллы, при определенных температурных условиях в момент гидратации цементного камня, могут увеличиваться в объеме, провоцируя тем самым тепловое расширение бетона, приводящее к появлению трещин на поверхности конструкций.

Читайте также:
Отдельно стоящие ванны: плюсы и минусы решения

Усадочные деформации

Усадка по механизму возникновения делится на два вида.

  1. усадочное напряжение (расширение)
  2. усадочная деформация.

Интенсивность протекания таких деформаций зависит от показателей влажности и температуры окружающей среды.

Усадочные деформации

Изменения, происходящие в результате усадочной деформации, в сочетании с таким явлением, как линейное расширение бетона, значительно снижают трещиностойкость и долговечность сооружений. Первооснова усадки — это протекающий в течение некоторого времени процесс снижения линейных размеров смеси, вызванный физико-химическими реакциями, происходящими на тот момент в структуре изделия.

График изменения величины усадки во времени

Усадочные процессы можно распределить на несколько этапов:

  • пластическая деформация, происходящая в момент схватывания смеси;
  • усадка, вызванная последующим твердением смесей (до 28 дней);
  • деформации, происходящие в зрелом возрасте (более 28 дней).

Коэффициент усадки представляет собой условное процентное отношение изменения начального объема материала в сравнении с его конечным значением, и обычно не превышает 1,5%.

Линейная температурная деформация

Линейные расширения

Линейное расширение — это объемные трансформации, происходящие в структуре материала под воздействием внутренних или внешних температурных факторов.

  • Коэффициент линейного расширения железобетона (α). Это относительное увеличение линейных размеров конструкций при повышении температуры на 1 K в стандартных условиях.
  • Коэффициент теплового расширения бетона. Его величина, зависит от температуры и сравнительной влажности окружающей среды. Данный параметр неразрывно связан с показателем теплопроводности материала.

На заметку: Последнее значение представляет собой способность изделия аккумулировать, или проводить тепло через свою структуру. Чем выше плотность — тем выше этот параметр.

  • Коэффициент линейного расширения бетона. Равен 0,00001 (°С)-1 — то есть, при повышении температуры до +50°С, линейное расширение будет иметь значение 0,5 мм/м.
  • Коэффициент расширения бетона. Также зависит от марки цемента и состава заполнителей.

Заполнитель и цементный камень владеют разными коэффициентами теплового расширения. Поэтому, при изменении температурных условий эти компоненты ведут себя неодинаково, в результате чего возникают объемные напряжения в структуре изделия, способствующие образованию трещин как на поверхности, так и внутри материала.

Для предотвращения трещинообразования, температурного расширения и усадочных деформаций в современном строительстве предусмотрен целый комплекс мероприятий:

  • расширительные швы в бетоне (деформационные или температурные);
  • повышение частоты армирования конструкций;
  • разделение монолитных поверхностей на отдельные автономные блоки и др.

Деформационный шов

Однако все эти методы значительно повышают себестоимость строительства и не всегда действуют результативно в отношении повышения эксплуатационных характеристик. Наиболее эффективным способом устранения вышеописанных недостатков является использование расширяющихся и напрягающих вяжущих.

Виды и назначение

На данный момент времени строительная промышленность, и частные лица могут приобрести следующие виды расширяющихся продуктов для приготовления бетонов и растворов:

  • Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Связующее этого вида создают совместным помолом компонентов или смешиванием готового глиноземистого цемента, природного гипса и присадки – алюмината кальция. Начала схватывания материалов на основе ВРЦ происходит в течение четырех минут. Конец схватывания в течение 10 минут. Для увеличения периода схватывания в растворы и бетоны добавляют присадки: буру, уксусную кислоту или СДБ. Область применения: ремонт конструкций, гидроизоляция подземных сооружений, создание водонепроницаемых швов.
  • Гипсоглиноземистый цемент (ГЦ). Популярный быстротвердеющий цемент, продукт совместного измельчения или смешивания глиноземистого клинкера и специального природного гипса. Область применения: гидроизоляция подземных сооружений, чеканка швов, приготовление расширяющихся бетонов и растворов.
  • Саморасширяющийся быстросхватывающийся цемент РПЦ 500 или РПЦ 400. В состав вяжущего данного типа входит портландцементный клинкер, глиноземистый клинкер и присадки. Область применения: ремонтные и восстановительные работы, гидроизоляция конструкций, замоноличивание стыков гидротехнических сооружений.
  • Саморасширяющийся цемент НЦ. При затворении сначала набирает прочность, далее саморасширяется. Это дает возможность напрягать возводимую конструкцию. Состав НЦ можно характеризовать как особый: обычный общестроительный портландцемент, глиноземистый цемент и гипс. Область применения: производство труб работающих под делением, возведение резервуаров, строительство объектов спортивного назначения.
Читайте также:
Открытый мясной пирог

Саморасширяющийся цемент и его свойства

Как сделать цемент своими руками?

Любое строительство не может обойтись без цемента. Это неорганическое вяжущее входит в состав штукатурных и шпаклевочных смесей, без него невозможно приготовление бетона, растворной смеси. Цемент не является природным ископаемым, для его приготовления сырье необходимо обжечь, затем измельчить полученный клинкер до состояния порошка и смешать в определенных пропорциях с соответствующими добавками.

В принципе, технологический процесс приготовления цемента не очень сложен, сделать цемент можно и своими руками.

Как делают цемент

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для производства цемента могут использоваться отходы промышленности (шлаки и т. д.). Техпроцесс включает в себя 3 этапа:

  1. Подготовка сырья. В конце этого этапа необходимо получить шлам – смесь известняка и глины в пропорции примерно 3:1. Хотя это соотношение сильно зависит от свойств горных пород и постоянно корректируется для получения цемента требуемого качества.
  2. Далее шлам обжигается в печи (1450°С), под действием высокой температуры смесь известняка и глины спекается. После обжига клинкер перемалывается до порошкообразного состояния.
  3. Для получения цемента в полученный порошок достаточно ввести 5% гипса и ряд добавок (в зависимости от требуемых свойств цемента).

В зависимости от использованных добавок различают такие виды цементов как:

  • гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;

  • белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;

Читайте также: Что выбрать для строительства дома, СИП или более прочный газобетон. Особенности и сравнение материалов.

  • расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
  • пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
  • цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;

  • глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.
Читайте также:
Натяжные стены: плюсы и минусы

Производство цемента своими руками

Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.

Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:

  • фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
  • условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.

С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.

Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.

Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.

Существуют и экзотические рецепты для приготовления, например, глицеринового цемента, китайского цемента, алмазной замазки. Подобные варианты не рассматриваются, так как они применяются только для решения узкоспециализированных задач.

Применение

Глиноземистый РЦ применяется при проведении таких строительных работ:

  • Ремонт конструкций из бетона и железобетона, гидротехнических сооружений, реконструкция строений. Материал позволяет заполнять микроскопические пустоты, трещины, щели, тем самым препятствуя дальнейшему разрушению конструктива.
  • Срочное строительство в условиях низких температур или высокой влажности. В этих случаях лучше использовать гипсоглиноземистый цемент.
  • Обустройство сооружений, где нужно добиться ровной поверхности — дорожное строительство, прокладка беговых дорожек, ледовых катков, хоккейных полей, стадионов, мостов, аэродромов. Здесь отлично подойдет расширяющийся цемент с пластификаторами.
  • Изготовление сборных и монолитных резервуаров — бассейнов, водонапорных, очистных сооружений, канализационных насосных станций. Благодаря гидроизоляционным свойствам цемента обеспечивается герметичность и водонепроницаемость емкостей.
  • Создание влагостойких декоративных штукатурных смесей. Нанесенный поверх ракушечника и пенобетона, раствор сохраняет теплоизоляционные и прочностные свойства пористых стройматериалов.
  • Ремонт, строительство подземных каналов и коммуникаций — метрострой, переходы, шахтные проходки.
  • Склейка железобетонных материалов при строительстве высотных зданий. Цемент с эффектом расширения обеспечивает прочное соединение перекрытий со стенами, предупреждает разрушение, продлевает срок службы строения.

Расширяющиеся цементные смеси используются для приготовления всех разновидностей безусадочных бетонов. Материал имеет один недостаток — высокую стоимость, что ограничивает сферу его применения в частных домовладениях. Он подойдет для формирования настилов в погребах, сараях, для возведения бань, гаражей, обустройства дорожек на приусадебном участке, для восстановления стен жилых или подсобных строений.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: