Цемент с саморасширяющимися свойствами

Применение

Технические характеристики расширяющегося цемента позволяют применять его во множестве областей:

• Заделка трещин. Допускается работа даже с глубокими повреждениями. Раствор затекает внутрь, схватывается и постепенно начинает расширяться. За счет увеличения объема и постепенного твердения материала равномерно заполняются даже крупные повреждения.
• Строительство подземных сооружений и резервуаров. Использование объясняется тем, что материал дает малую усадку, есть полностью влагонепроницаемые марки. Даже при постоянном контакте с грунтовыми водами не происходит расширения, появления тещин, крошения и других дефектов.
• Ремонт поверхностей. Особенность материала позволяет покрывать неровности любого типа. С раствором удобно работать – хорошая адгезия позволяет наносить его ровным слоем.

Продукцию можно использовать при создании гидротехнических сооружений, возведении тоннелей и шахт, обеспечении правильного прилегания железобетонных плит. И это – только часть областей применения.

1. Изготовление бетонов и растворов, применяемых для ремонта и строительства дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций и гражданских сооружений; 2. Монтаж анкеров в бетонных основаниях, а также в грунтах и скальных породах; 3. Получение инъекционных растворов, применяемых для: — инъекции трещин в бетонных и каменных конструкциях; — заполнения каналов, в которых находится напрягаемая арматура или анкера под высоким механическим напряжением; — инъекции грунтов; 4. Монтаж оборудования и металлоконструкций, в случае цементации пространства между бетонным основанием и металлическими элементами толщиной от 5 до 10мм.; 5. Цементация железобетонных элементов и конструкционных стыков.

• Получение безусадочных инъекционных растворов с высокой текучестью, при низком водоцементном отношении;
• Получение бетонных смесей с высокой удобоукладываемостью, без введения дополнительных пластифицирующих добавок;
• Позволяет получить безусадочные бетоны и растворы; позволяет получать бетоны и растворы с высокой ранней и конечной прочностью;

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.

Глиноземный цемент

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

На рынке доступно 2 типа таких цементов:

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.

Обе разновидности характеризуются следующими достоинствами:

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.

К негативным сторонам относят:

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.

Портландцементы

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

Портландцемент, глиноземистый шлак, двуводный гипс и минеральные добавки. Процесс схватывания и уплотнения занимает столько времени, сколько указано в характеристиках к маркам М400, М500, М600.
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.
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.

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.

Еще ГОСТом предусмотрены следующие рекомендации:

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.

Назначение и виды

В зависимости от используемой добавки, цемент приобретает дополнительные свойства:

• гипсоглиноземистый;
• водонепроницаемый;
• расширяющийся шлакопортландцемент;
• напрягающий;
• расширяющийся портландцемент;
• безусадочный.

Гипсоглиноземистый цемент по ГОСТ 11052-74 служит базой для создания расширяющихся бетонов и растворов, которые в свою очередь применяются для создания непроницаемости соединений, влагоотведения строений.

Водонепроницаемый раствор необходим для строений, подверженных коррозии, арматура в таком растворе будет служить долго. Используют для помещений с высокой влажностью для ремонта швов.

Расширяющийся ШПЦ благодаря быстрому затвердеванию и набору необходимой прочности используется для герметизации и уплотнения отверстий, соединительных швов.

Напрягающий бетон ГОСТ Р 56727-2015 показан для использования на поверхностях, испытывающих высокие нагрузки, автомобильных трасс, авиаполос, для постройки фундаментов в сложных условиях и болотный местности, для резервуаров с агрессивным содержимым. Это обусловлено тем, что данный вид бетона не восприимчив к влаге.

Расширяющийся портландцемент набирает прочность в условиях высокой влажности, подходит для строительства и ремонта мостов, плотин, тоннелей, сооружений, находящихся в постоянном взаимодействии с влагой.

Безусадочный цемент не дает усадки при использовании, что характерно для других бетонов. Он стойко переносит высокие температуры и воздействия химических реагентов. Используется в заливке фундаментов.

Компании-производители расширяющихся составов

Рынок расширяющихся цементов Российской Федерации представлен продукцией нескольких заводов, которым можно доверять: «Пашийский металлургический цементный .

• Пашийский выпускает два вида расширяющегося связующего: Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся по ГОСТ 11052-7 и Цемент напрягающий НЦ-20 по ТУ 5734-072-46854090-98. Стоимость гипсоглиноземистого расширяющегося цемента составляет от 27 000 до 30 000 рублей за 1 тонну и 1500 рублей за мешок 50 кг.
• «MasterEmaco» входит в состав «BASF The Chemical Company». Специализируется на выпуске и продаже пластифицированных расширяющихся материалов. Стоимость 25-килограмового мешка пластифицированного расширяющегося цемента данного бренда составляет 1635 рублей.

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.

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.

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.

Разбить молотком, смешать с песком, цементом и сделать бордюры или дорожку на даче

Та же последовательность действий, что и с отмосткой. Раве что на пластификаторе сэкономите, потому что бордюры не подвергаются нагрузкам, а замостить тропинку на даче можно, всего лишь сняв верхний слой земли и глины, чтобы дорожка не потрескалась.

Но, если хотите сделать по всем правилам, тогда после выемки грунта нужно:

• уложить песчаную подушку;
• накрыть ее геотекстилем;
• добавить еще один слой песка.

Подготовка тропинки.

Так как в бетонной смеси будет старый цемент, нужно более тщательно подготовить основание и засыпать его песком, слоем не меньше 10 см — так тропинка прослужит дольше.

Мне тропинки на даче пока не имеет смысла делать — еще вовсю идет стройка капитального дома. Да и участок огромный — 6 га, поэтому тропинки на нем делать нереально.

Что такое саморасширяющийся цемент?

Саморасширяющийся цемент, является специальной разновидностью незаменимого строительного материала, который не «страдает» дефектами портландцементов: усадкой при схватывании, деформацией, а также макро- и микротрещинами при неправильном «уходе» за свежезалитым бетоном.

Классификация и свойства саморасширяющихся цементов

В соответствии с названием, в данной разновидности связующего величина начального расширения во влажном состоянии преобладает над величиной усадки при «схватывании» и твердении. В зависимости от компонентов и характеристик, спморасширяющиеся смеси подразделяются на виды:

• Безусадочный цемент. Величина расширения бетона на его основе равна величине усадки при твердении;
• Расширяющийся цемент. Величина усадки после твердения меньше, чем величина расширения в «мокром» состоянии на 5-6 миллиметров на погонный метр;
• Напряженный цемент. Разновидность саморасширяющегося цемента, используемую при производстве ЖБИ.

Принцип действия напряженного саморасширяющегося цемента основывается на взаимодействии бетона и стальной арматуры. Арматурный каркас при заливке напряженным цементом подвергается растягивающим нагрузкам.

При этом механическая прочность стали сопротивляется дальнейшему растяжению арматуры и «останавливает» расширение твердеющего бетона. Необходимость? Существенное увеличение прочности – прочность подобных конструкций в 1,5-2 раза больше, чем прочность конструкций залитых бетоном на основе портландцемента.

Сферы применения

• Изготовление влагонепроницаемых штукатурок;
• Строительство бассейнов, летних душей и бань;
• Плановые ремонтные работы и реконструкция зданий и сооружений. Особенно актуально для старых и аварийных построек;
• Экстренные ремонты зданий и сооружений, в том числе в условиях низких температур;
• Извлечение крупных каменных глыб из горных массивов – «тихий взрыв».

Достоинства и недостатки

• Высокие: морозоустойчивость, влаго- и газопроницаемость;
• Быстрое регулируемое «схватывание»;
• Стойкость к водным и агрессивным средам;
• Возможность использования при минусовых температурах окружающей среды.

Недостаток один, но достаточно существенный – стоимость готового бетона на основе саморасширяющегося цемента в 10-15 раз выше стоимости бетона на основе портландцемента.

Основные отечественные компании-производители саморасширяющихся цементов

• ОАО «Мордовцемент», Группа заводов, Россия, Республика Мордовия:
• ОАО Пашийский металлургическо-цементный завод, поселок Пашия, Пермский край;
• ООО СтройПродЗащита, город Ростов-на-Дону.

orioncem.ru

Классификация цемента по назначению

Цемент – это самый популярный связующий компонент, но сфера его применения включает разнообразие вариантов, из-за чего материал делят по назначению на 2 категории:

• общестроительный;
• специальный.

Общестроительный цемент

Общестроительный цемент – это обычный портландцемент, используемый для большинства строительных работ: заливка фундаментов, стяжек и прочих оснований; производство бетонных и железобетонных изделий; приготовление раствора для кладки и штукатурки. Общестроительный портландцемент готовят из клинкера, который состоит из обожженной смеси известняка (75%) и глины (25%). Материал включает высокое содержание окиси кальция CaO, которая обеспечивает реакцию гидратации при вступлении в контакт с водой.

Специальный цемент

Специальные цементы отличаются от общестроительных составом и наличием добавок, что обеспечивает изменение (улучшение) определенных характеристик. Специальные цементы предназначены для конкретных работ и используются, например, в конструкциях, эксплуатируемых в условиях постоянного воздействия агрессивных факторов.

Существует большое разнообразие специальных цементов. Среди самых распространенных:

Расширяющийся. В отличие от обычного портландцемента не дает усадку и даже расширяется в среднем до 2.5% от изначального объема (расширение происходит в течение 72 часов после затворения). Помимо этого, отличительная черта расширяющегося цемента – быстрое схватывание (30 минут) и быстрый набор проектной прочности (одна неделя). Для достижения наилучшего эффекта расширения, твердение бетона должно происходить в условиях повышенной влажности.

Сфера применения обусловлена свойствами расширяющегося цемента: монтаж анкерных болтов, заделка отверстий и швов, заделка стыков железобетонных изделий (например, канализационные коллекторы или каналы для прокладки коммуникационных сетей).

Безусадочный. Не расширяется, но и не дает усадки. Характерно быстрое схватывание (в течение нескольких минут) и быстрый набор проектной прочности (в течение 72 часов).

Сфера применения включает заделку швов и отверстий, создание гидроизолирующих покрытий для различных подземных конструкций. Не рекомендовано использование в условиях недостаточной влажности и в условиях повышенной температуры (более 80°С).

Шлакощелочной. Состав сильно отличается от общестроительного портландцемента и включает едкую щелочь, отходы металлургической промышленности, несиликатные или силикатные соли. Все компоненты помолоты до состояния мелкодисперсной пыли. Бетон на основе шлакощелочного цемента характеризуется высокими эксплуатационными характеристиками: прочность до 1420 кг/см², морозостойкость F1000, максимальная выдерживаемая температура – 1400°С. При этом бетон не подвержен растрескиванию.

Сфера применения включает возведение автомобильных дорог, строительство конструкций высокой прочности (бункеры) и конструкций, подвергающихся постоянному воздействию агрессивных факторов: вода, ветер, химические реагенты.

Кислотоупорный. Характерна стойкость к любым кислотам, кроме плавиковой и ортофосфорной. Прочность застывшего бетона достигает 600 кг/см², но при этом боится воздействия воды. Кислотоупорный цемент изготавливают на основе кремнефтористого натрия и кварцевого песка, а в качестве затвердителя используют жидкое стекло.

Область применения включает отделку оборудования и конструкций в химической промышленности, создание резервуаров для хранения химических реагентов.

Белый. Характерная черта конструкций, изготовленных на основе этого вида цемента, идеально белый цвет, что обусловлено составом. Для производства используют клинкер с малым содержанием железа, а также состав включает добавки известняка, гипса и солей.

Сфера применения включает производство бетонной продукции: тротуарная плитка, декоративные изделия.

Тампонажный. Используется для обустройства и ремонта скважин по добыче нефти и газа, характерны повышенные требования к минералогическому составу клинкера, что позволяет обеспечить необходимые свойства: высокая прочность, водонепроницаемость, скорость схватывания и твердения.

Производство

Производится цемент при строгом соблюдении ГОСТов

В таких смесях очень важно четко соблюдать пропорцию всех составляющих, так как от этого зависят свойства цемента, его цепкость и прочность. Многие заводы-изготовители не выпускают саморасширяющийся цемент для продажи

В основном закупка такой смеси осуществляется по предварительному заказу и большими партиями, поскольку применение ее достаточно узкопрофильное, а цена высока. Еще один минус для производства – короткий срок хранения. Подобные смеси хранятся до трех месяцев при условии, что тара герметична и внешние показатели температуры, влажности строго соответствуют указанным на упаковке рекомендациям производителей. Ниже рассмотрим марки саморасширяющегося цемента.

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.).

Чем обусловлен подобный эффект

Если речь идет об обычном ПЦ, то его усадка составляет 2 мм/м, при этом максимальный эффект достигается на 3 неделю твердения бетонного основания. Однако именно в этот период времени существует наибольший образования трещин в конструкции.

Саморасширяющиеся смеси, наоборот, увеличиваются в объеме довольно быстро, уже на 3 день бетонная масса, приготовленная на их основе, набирает прочность порядка 300 кг/см2. Это означает, что в данном случае преобладает начальное линейное расширение сырого раствора. Чем больше оно будет, тем быстрее бетон схватится до «опасного» периода, когда могут снизиться его прочностные характеристики.

Подобный эффект определяется компонентами безусадочных смесей. В их состав входят различные примеси, среди которых чаще всего встречаются высокоглиноземистые шлаки, негашеная известь, гидросульфоалюминат кальция, природный двуводный гипс и прочее.

Если в готовой смеси будет высокое содержание саморасширяющихся добавок, то начальное линейной расширение всей смеси будет выше, соответственно она быстрее схватиться. Однако если объем расширяющихся компонентов будет слишком большой, то раствор может начать застывать уже через 4 минуты после его приготовления, что тоже не очень хорошо.

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.