Использование расширяющих цементов в железобетонных конструкциях повышает

Расширяющийся цемент: характеристики и виды

Строительные работы при низкой температуре и в условиях повышенной влажности предъявляют ряд требований к используемым цементным составам. Высокую адгезию, влагонепроницаемость, трещиноустойчивость, долговечность, ускоренный набор прочности и отсутствие усадки обеспечивает расширяющийся цемент.

Расширяющимся цементом называют минеральное порошкообразное вяжущее вещество, способное увеличиваться в объеме в процессе высыхания раствора. Расширяясь, цементная смесь заполняет собой все пустоты, швы и щели строительной конструкции, формирует ее предварительное напряжение.

Подобные свойства достигаются за счет включения в состав расширяющих компонентов, содержание которых колеблется от 5% до 20%. При контакте с водой разрушаются химические связи, что вызывает увеличение объема исходного состава, образование кристаллических решеток.

В качестве расширяющих добавок используются:

• алюминия сульфат;
• сульфат хлористого кальция;
• гидроксид магния;
• гидросульфоалюминат кальция;
• сульфитный щелок;
• алюминиевая пудра;
• квасцовый камень.

Свойства расширения в ряде случаев достигаются еще по одной технологии — гашения. Во время этого процесса внутри смеси образуется большое количество мелких пузырьков, повышающих ее объем.

В отличие от ячеистых бетонов, способных терять прочность в процессе пенообразования, растворы с расширяющимся цементом сохраняют прочностные характеристики.

Эффект расширения наблюдается только в условиях повышенной влажности, в то время как при сухой погоде усадка не наблюдается. Самонапряжение железобетонной конструкции происходит независимо от расположения и направления стержней арматуры. В результате получается двухосное объемное самонапряжение, что способствует повышению прочности и стабильности сооружения.

Преимущества состава:

• высокая адгезия — обеспечивает плотное прилегание смеси к поверхностям конструкции;
• гидроизоляционные свойства — подходит для заделки трещин, микропор и швов, через которые может просачиваться вода;
• устойчивость к смене температур — сохраняет технические характеристики и эластичность даже при низких показателях температуры;
• ускоренный набор прочности — в зависимости от марки, раствор достигает прочности 80% за первые 24 часа.

Все виды расширяющегося стройматериала выполняются на основе цемента глиноземного типа или цементных смесей, в состав которых входит глиноземный компонент. А вот в зависимости от ведущей добавки расширяющийся цемент бывает 5 видов.

1. Расширяющийся портландцемент (РПЦ). Производится с добавлением доменного шлака, который наделяет состав повышенной прочностью. Чаще всего используется для возведения монолитных строений. Для штукатурных и облицовочных работ не годится из-за неравномерного линейного расширения и неровной геометрической поверхности. При погружении в воду или простом поливе уложенного раствора расширения достигнуто не будет. Изменения объема происходят только при разовом коротком пропаривании. Отвердевает состав в течение 30-80 часов.
2. Гипсоглиноземистый цемент (ГГРЦ). Смесь на 30% состоит из гипса, который обеспечивает быстрое схватывание и застывание раствора. Хотя гипсовый цемент способен сохранять объем даже после застывания, абсолютно безусадочным его назвать нельзя. При застывании на воздухе уложенная смесь немного проседает, а расти способна только в водной среде. Для работы зимой и в межсезонье гипсоглиноземистый цемент подойдет лучше других. Он устойчив к морозам (до минус 25 °С), сохраняет полезные свойства при частых колебаниях температур.

На жаре и при повышенной влажности гипсоглиноземистый вид цемента «работает» плохо, утрачивая часть своих характеристик.

1. Пластифицирующий (ПРЦ). Основой этого состава выступает портландцемент с добавлением пластификатора и сульфитного щелока в качестве расширяющего компонента. Его прочностные качества выше других видов цемента, а линейное расширение прогнозируемо. Это означает, что раствор создает ровную поверхность и может применяться там, где нужна строгая геометрия форм и плоскостей. Этот цемент считается выгодным — застройщику не нужно использовать чистый пластификатор. Его с успехом может заменить РЦ пластифицирующего вида.
2. Водонепроницаемый (ВРЦ). Получается путем смешивания глиноземистого цемента, полуводного гипса и высокоосновного алюмината кальция. Смесь отличается быстрыми отвердевающими свойствами — схватывание массы наблюдается уже через 3 минуты после подготовки раствора. Масса полностью застывает спустя 25-28 часов, причем ее расширение происходит только при влажности не менее 70%. Снизить скорость отвердевания раствора удается при добавлении в состав буры или уксусной кислоты.
3. Напрягающий (НЦ). Состоит из портландцемента, гипса и доменного шлака, отличается повышенной газо — и влагонепроницаемостью. При использовании масса вначале затвердевает, а затем расширяется, напрягая строительную конструкцию. Материал хорошо справляется с трещинами и дефектами, подходит для ремонта бетонных и железобетонных конструкций. Схватывается смесь в первые 4 часа, а окончательно застывает спустя 70-75 часов.

Каждый из указанных видов цемента отличается техническими характеристиками по ряду показателей:

• начало схватывания — 4 минуты для ВРЦ, 20 минут для ГГРЦ, 30 минут для РПЦ, 2,5 часа для НЦ;
• окончательный набор прочности — больше всего у ГГРЦ И РПЦ (до 80 часов), меньше всего у ВРЦ (около 25 часов);
• предел прочности на сжатие — до 500 кгс/см2 у ВРЦ и ГГРЦ, 400-600 кгс/см2 у РПЦ и НЦ;
• относительное линейное расширение — 0,02-1% (ВРЦ), 0,3-1% (РПЦ), до 3% (НЦ), 0,3-1% (ГГРЦ).

Все виды расширяющегося цементного раствора укладываются в опалубку с высоким уплотнением. Для набора объема и прочностных характеристик массе необходимо обеспечить рекомендованную температуру и влажность.

Улучшить технические характеристики расширяющихся цементных растворов помогают крупные и мелкие заполнители. С этой целью используется мелкофракционный кварцевый песок, гравий и щебень фракций от 5 до 70 мм. Заполнители увеличивают прочность раствора, сдерживают его деформации, снижают значения ползучести и частично компенсируют усадку.

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.

Производители

• Пашийский металлургическо-цементный завод. Производит ГГРЦ с добавлением гипсового камня и доменных шлаков по ГОСТу 11052-74. Продукт выпускается в бумажных мешках массой 45 кг, отгружается в контейнерах МКР-1,ОС во все регионы РФ. Компания также сотрудничает с рынками ближнего зарубежья, преимущественно странами СНГ.
• Mapei. Итальянская компания, известная всему миру производством строительной химии, в том числе цементов, способных увеличиваться в объеме. В ассортименте водонепроницаемые безусадочные смеси, полимерные составы, даже материалы для подводных работ. В розницу материал продается в мешках массой 20 кг.
• Macflow. Реопластичный цемент нового поколения от российской компании АтакамаСТ. Используется для получения литых бетонных смесей, заполнения трещин и пустот в каменных и бетонных сооружениях. Материал упакован в мешки по 25 кг.
• Русеан. Российский изготовитель строительных смесей, среди которых напрягающий цемент и ГГРЦ. Составы подходят для изготовления гидроизоляционной штукатурки и водонепроницаемого бетона, а также обустройства сооружений для хранения нефтепродуктов.

Расширяющиеся цементы относятся к классу современных качественных стройматериалов. Они практически не имеют недостатков, а высокая стоимость продукта компенсируется отличными показателями прочности, влагоустойчивости и долговечности.

Вы ранее использовали расширяющийся цемент в строительстве?

Популярное

Источник: https://dvabrevna.ru/stroymaterialyi/rasshiryayuschiysya-tsement.html

Расширяющийся и саморасширяющийся цемент: цена, технические характеристики, гост, применение

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.

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 саморасширяющихся цементах начальное расширение во влажном виде преобладает над сухой усадкой.

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).

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.

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).

Восстановление стены при помощи саморасширяющегося цемента

Области применения саморасширяющихся цементов

• Создание влагонепроницаемой штукатурки. Сохранить высокие прочностные и теплоизоляционные свойства стен из пористых материалов – ракушечника, пено- и газобетонных блоков, возможно лишь защитив их от воздействия воды.
• Обустройство бассейнов, бань и летних душевых кабинок на улице. Даже качественная гидроизоляция не будет долговечной, если находящийся над ней бетонный слой покроется развитой системой трещин.
• Проведение плановых ремонтных работ, что особенно актуально при реконструкции старых построек. Применение саморасширяющихся цементов позволяет заполнить все макро и микротрещины, увеличивая прочность здания.
• Выполнение экстренных ремонтов – ряд саморасширяющихся смесей можно использовать для возведения конструкций в воде, а также во время сильных морозов. Применять обычные растворы при отрицательной температуре нежелательно из-за замерзания воды, препятствующей процессу схватывания.
• Добыча крупных камней из скальных массивов, называемая методом «тихого взрыва». Суть заключается в расклинивании цельного куска камня саморасширяющимся цементом, которым заполняются искусственно пробуренные скважины или штробы в скале. Правильно заданные направления для раскалывания помогают избежать взрывных работ и сокращают затраты на ручную обработку поверхности.

На видео показано, как при помощи расширяющегося цементного раствора можно заделать дыру в потолке:

Работая с саморасширяющимся цементом, следует придерживаться нескольких правил:

1. использование бетономешалки, работающей от сети. Это позволит минимизировать время приготовления смеси и увеличит её однородность;
2. соблюдение рекомендованных производителем пропорций компонентов. Наибольшее влияние на расширение и усадку оказывает содержание воды в исходном растворе;
3. применять напрягающие цементы только для заливки конструкций, имеющих арматурный каркас. В противном случае есть большой риск деформации из-за избыточных расширений.

Преимущества расширяющихся цементов перед обычными заключаются в следующем:

1. высокие показатели морозоустойчивости, прочности, влаго- и газопроницаемости;
2. быстрое, но регулируемое время схватывания;
3. возможность использования в водных и коррозионно-активных средах, а также в холодное время года.

Недостаток расширяющихся цементов связан с их высокой стоимостью. Средняя цена готовой смеси достигает 40-70 руб./кг, что в 10-15 раз выше, чем для обычного портландцемента.

Несмотря на широкий ассортимент зарубежных саморасширяющихся составов, отечественные производители выпускают не менее качественные смеси. Среди большого количества предприятий можно выделить завод «Мордовцемент», Пашийский и Пермский металлургические цементные заводы, а также ООО «СтройПродЗащита».

Оценивая расширяющиеся композиции, в сравнении со стандартными смесями, можно получить такую характеристику:

Параметр	Оценка
Цена	«1» — самый дорогой из цементов
Практичность	«5» — выдерживает длительный срок службы
Внешний вид	«5» — отсутствие трещин при правильном использовании
Простота изготовления	«3» — большое количество дополнительных компонентов
Трудоемкость при использовании	«5» — легко замешивается и наносится
Экологичность	«4» — любая цементная пыль при строительстве может привести к болезням легких – не забывайте про респиратор

Использование саморасширяющихся составов необходимо при возведении некоторых конструкций. Применение водостойких безусадочных смесей для бани или водостоков позволит сэкономить на будущих ремонтах. Приобретать саморасширяющиеся цементы для обычного строительства непрактично – высокая прочность будет заведомо превышать нагрузки, которым подвержены бытовые строения.

Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/rasshiriaushiesia

Расширяющийся цемент. Особенности и применение

Рынок строительных материалов постоянно развивается и предлагает потребителю достаточно интересные многофункциональные продукты. Одной из таких новинок является расширяющийся цемент. Благодаря своим особенностям он идеально подходит для выполнения капитального ремонта.

Что такое расширяющийся цемент?

Это особый вид цементов, который благодаря определенным добавкам увеличивает объем. Благодаря такой особенности, материал незаменим при возведении монолитных конструкций из железобетона, так как позволяет заполнять все пустоты и трещины. Кроме того, его используют для строительства подземных сооружений (шахт и туннелей). В быту расширяющийся цемент используется не часто из-за высокой стоимости. Тем не менее он идеально подходит для восстановления стен в старых домах и значительно снижает расход других материалов.

Достаточно часто для обозначения этой группы цементов используется термин «цемент гипсоглиноземистый расширяющийся». Название связанно со способом производства материала. Для его получения используют глиноземистые основы с добавлением различных расширяющих компонентов. В их числе:

• гидросульфолюмипат кальция,
• гидрат окиси магния,
• сульфат алюминия,
• сульфат хлористого кальция,
• сульфитно-спиртовая барда,
• алюминиевый порошок.

Все эти сложные химические соединения под воздействием влаги начинают активно вступать в реакцию распада. При этом вновь образованные элементы увеличиваются в объеме и привязывают к себе молекулы цемента. Благодаря этому материал начинает увеличиваться в размерах. На прочность цемента это никак не влияет, а наоборот, делает его более надежным и долговечным. Среди всех указанных добавок, чаще всего используют гидросульфолюмипат кальция, так как это одна из наиболее дешевых добавок. Но, самым лучшим является гидрат окиси магния. Остальные добавки лишь немногим ему уступают и в бытовом использовании принципиальной разницы не имеют.

Достоинства и недостатки

Как и у любого строительного материала, у расширяющегося цемента есть свои плюсы и минусы. К явным преимуществам относят:

• долговечность,
• возможность заполнения микро и макро трещин,
• возможность использования в качестве финишной штукатурки,
• повышенную адгезию,
• устойчивость к атмосферному и химическому воздействию.

Важно: кроме расширяющихся есть и другие дополнительные компоненты. Они обуславливают вид сопротивления цемента. Некоторые идеально подходят для внешних работ, другие специально предназначены для эксплуатации в химически активной среде, третьи отличает улучшенная адгезия, актуальная при сборке железобетонных конструкций. Поэтому, перед тем, как покупать цемент, необходимо точно определится с его разновидностью.

Недостатки у материала следующие:

• высокая цена,
• плохой дистрибутив,
• наличие на рынке большого количества подделок,
• узкопрофильность.

Не смотря на это, если покупать товар проверенного производителя и использовать его по целевому назначению, то экономия на других материалах с лихвой покрывает стоимость самого цемента.

Расширяющийся цемент применение

Такой цемент действительно применяется исключительно для решения всего нескольких задач:

• заполнение трещин,
• склейка железобетона,
• наружная штукатурка стен из ракушечника.

По общему принципу все трещины делятся на микро и макро. Микротрещины возникают в следствии механических ударов, под весом, или еще раньше, в процессе транспортировки. Внешне их не видно, тем не менее, они становятся нишей для конденсата. В процессе эксплуатации влага расширяет микротрещины. Зимой она превращается в лед, летом тает. Через несколько лет такого режима появляются макротрещины, которые уже заметны невооруженному глазу.

Обладая великолепной адгезией, расширяющийся цемент впитывается в материал из которого построена конструкция и заполняет все поры изнутри. Именно этим обусловлено его использование в качестве наружной штукатурки (внутри помещения, как правило, стабильный температурный режим, поэтому конденсат не вредит). Тоже справедливо и по отношению к макротрещинам, за тем исключением, что расход материала будет больше.

В частном строительстве двухэтажных и более домов часто применяются железобетонные перекрытия. Обычно их помещают сверху на стены и, в лучшем случае, промазывают обычным цементом. Это идет в разрез со строительными нормативами, так как места прилегания железобетонных блоков должны быть монолитными.

Требование это связанно с тем, что в процессе эксплуатации, нагрузка должна распределятся равномерно с плиты на стену, иначе на стыках плита начнет крошится, а конденсат ускорит процесс разрушения. В частных домах последствия могут проявится только через 20-25 лет, но если проект задумывается как гостиница, то необходимость ремонта возникнет уже на 5-6 год. Процесс достаточно сложный, так как придется заново заливать часть плиты (строить леса, делать подпоры, опалубку для потолка и т.д.). Намного проще сразу же связать плиту и стены при помощи расширяющегося цемента (продлит срок эксплуатации до 80 лет).

Одним из самых популярных строительных материалов для возведения стен является ракушечник. Камень достаточно фактурный, поэтому штукатурка требует большого расхода материала. Чтобы его уменьшить практически вдвое, используют расширяющийся цемент. Он создает монолитное прочное покрытие и полностью заполняет все поры. Благодаря этому, поверхность становится очень прочной и без видимых повреждений переносит даже сильные механические удары. Использование расширяющегося цемента для пенобетона и шлакоблоков допускается, но не на столько актуально, так как ощутимой экономии не наблюдается.

Цемент расширяющийся технические характеристики и виды

Приступим к более детальному знакомству с этим материалом и рассмотрим какие его модификации предлагает современный рынок:

• водонепроницаемый расширяющийся цемент,
• гипсоглиноземистый расширяющийся цемент,
• расширяющийся портландцемент,
• напрягающий цемент,
• пластифицированный расширяющийся цемент.

Водонепроницаемый цемент используется в качестве гидроизоляционного материала. Среди всех разновидностей он имеет наименьшее расширение, поэтому идеально подходит в качестве наружной штукатурки. Состоит из:

• глиноземистого цемента,
• гипса,
• высокоосновного алюмината кальция.

Это обеспечивает очень высокую скорость схватывания, первая фаза начинается уже через 4 минуты после нанесения раствора, окончательное схватывание происходит через 10 минут. Тип расширения линейный, что подразумевает постепенное увеличение объема раствора на одинаковую величину за определенный период времени (по ГОСТ не более 1 процента за 24 часа). Это свойство особенно актуально для штукатурки, так как выровненный слой останется гладки и после окончательного затвердевания цемента, которое происходит через 18-26 часов, в зависимости от температуры (чем жарче, тем быстрее).

Гипсоглиноземистый цемент, также является гидроизолятором. По своим свойствам он похож на предыдущий вид, но основной элемент смеси – высокоглиноземистый клинкер. Это позволяет получить более прочное покрытие. Но, процесс полного затвердевания занимает от 70 до 85 часов. Стоит такой цемент дороже водонепроницаемого, поэтому в быту использовать не актуально.

Расширяющийся портландцемент или РПЦ получают путем помола клинкерного портландцемента и гипса. Добавление доменного шлака обеспечивает сверхпрочность материала, которую выгодно использовать для создания монолитных железобетонных конструкций. Расширяется материал только во влажной среде, при этом прямой полив не допускается. В идеале нужно создать парилку, но на практике ограничиваются единоразовым пропариванием. Полностью становится такой цемент через 65-80 часов (в условиях парилки 30-35).  При работе важно учесть, что тип расширения не линейный, поэтому, как финишный материал использовать нельзя.

Напрягающий цемент или НЦ был создан специально для ремонта и восстановления железобетонных конструкций. В его состав входят:

• портландцемент – 70-75%,
• глиноземистый цемент – 15-20%,
• гипс – 10 %.

Такой состав делает работу с материалом максимально удобной. В качестве катализатора используется обычная вода. После нанесения раствора его поливают и спустя 30-35 минут делают финишный слой. Спустя 4 часа цемент окончательно схватывается и впитывает влагу, после чего начинает расширятся и связывать железобетон. Окончательно затвердевает через 70 часов. Такой цемент увеличивает прочность железобетонных конструкций в два раза. Поэтому в промышленности его используют для отделки водонапорных труб и хранилищ воды. В быту применение материала неоправданно, так как нагрузки, на которые он рассчитан, в обычных условиях невозможны.

Новейшим видом расширяющихся вяжущих материалов является пластифицированный цемент. Он состоит из обычного портландцемента в состав которого вводятся пластифицирующие элементы, обычно концентраты сульфитно-спиртовой бражки. Этот материал, в отличии от остальных аналогов, обладает не только повышенной прочностью, но и пластичностью, что позволяет использовать его для создания рабочих поверхностей (дорог, отмосток, заливок под пол и т.д.). Как правило, в чистом виде его не применяют, а смешивают с бетоном или обычным цементом. Тип расширения линейный.

Производители расширяющихся цементов

Существует достаточно много фирм, предлагающих расширяющийся цемент. Купить его, тем не менее, достаточно сложно. Связанно это с двумя факторами: нежеланием крупных производителей работать с розничным покупателем и наличие большого числа кустарных заводов, производящих продукцию, не соответствующую общепринятым стандартам. Поэтому, специалисты проанализировали рынок и составили рейтинг продукции, которая идеально подойдет для бытового использования:

1. «Пашийский металлургический цементный завод».
2. «Пермский металлургический цементный завод».
3. «Мордовцемент».
4. Macflow.

Пашкийский завод специализируется на гипсоглиноземистых цементах. Он стал одним из первых в России, кто активно начал выпуск данной продукции, поэтому представлен наиболее широкой сетью дистрибьюторов. Стоимость составляет от 1400 рублей за 50 кг.

Пермский завод является одним из крупнейших цементных предприятий, поэтому предлагает достаточно большой ассортимент товаров и их различных модификаций. Стоимость продукции от 16 000 рублей за тонну.

«Мордовцемент» уступает по объемам выпускаемой продукции первым двум промышленным гигантам, тем не менее, предлагает очень высококачественный товар по достаточно адекватной цене, от 3000 рублей. Специализируется конкретно на расширяющемся портландцементе.

Пластифицированные цементы в России не производятся (на крупных предприятиях). Связанно это с их дороговизной и крайне узкой спецификой. Поэтому продукция представлена исключительно торговой маркой Macflow. С 2013 года название было изменено на Master Emaco (продукция с названием Macflow была выпущена до 2013 года, следовательно, годна максимум до 2020, срок хранения 8 лет).

Совет: важно понимать, что в бытовом использования нагрузки в разы ниже, чем на промышленных объектах или в местах общественного пользования, поэтому, целесообразность использования расширяющихся цементов – это весьма спорный вопрос.

Если речь идет о ремонте в квартире или строительстве частного дома, то намного практичнее сделать собственную смесь, которая, хотя и не будет расширятся, тем не менее по качеству не уступит новомодным аналогам. Готовится она следующим образом: 3 части цемента, 2 части песка, 1 часть гипса, 1 часть клея для плитки.

Единственное, такой раствор стает очень быстро, поэтому делать необходимо порцию на 30-40 минут работы.

Источник: http://recn.ru/rasshiryayushhijsya-cement-osobennosti-i-primenenie

Бетон расширяющийся: состав материала

Бетон расширяющийся (ГОСТ 32803-2014) — это материал, содержащий в своем составе напрягающий цемент или специальные расширяющие добавки для формирования предварительного напряжения конструкций в период твердения смесей.

В результате таких условий схватывания раствора, удается получить расширяющийся бетон, обладающий повышенной плотностью, водонепроницаемостью и долговечностью (см. видео в этой статье).

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.

Усадочные деформации

Усадка по механизму возникновения делится на два вида.

Это:

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

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

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

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.

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.

Расширяющиеся и напрягающие бетоны

Сравнительные характеристика вяжущих

Бетоны напрягающие — это смеси на основе напрягающих цементов, способные в начальной фазе твердения увеличиваться в объеме и растягивать находящуюся в непосредственном контакте арматуру, которая в результате таких процессов получает эффект самонапряжения (обжатия).

• Причем, арматурные стержни растягиваются независимо от их направления и схемы расположения в структуре изделия, что способствует получению двухосного объемного самонапряжения конструкций.
• Механизм действия расширяющихся материалов основан на создании контролируемого направленного кристаллообразования в период твердения цементного камня, что способствует регулированию процесса объемных деформаций в пластической структуре изделия.
• Применение расширяющихся быстротвердеющих бетонов, благодаря регулируемому линейному расширению, позволяет значительно компенсировать последствия усадочных деформаций, повысить трещиностойкость и сроки эксплуатации зданий и сооружений.

Свойства

Свойства конструкций с расширяющими добавками

В практике существуют два основных вида расширяющихся материалов:

• с нормируемой величиной обжатия;
• с компенсированной усадкой, но с ненормируемым самонапряжением (обжатием).

Помимо этих категорий, можно выделить в отдельную группу расширяющиеся мелкозернистые смеси, применяемые для ремонтно-восстановительных работ.

Основные характеристики напрягающих бетонов (ГОСТ 32803-2014):

1. Для тяжелого предусматривают следующие классы на сжатие: B20—B90; на растяжение — Bt0,8—Bt4,0.
2. Для легкого: на сжатие — B10—B40; на растяжение — классы Bt0,8—3,2.
3. С учетом величины напряжения, бетон классифицируют по следующим маркам: Sp0,6—4,0.

Подсказки: марки по самонапряжению  Sp 0,6—1,0 относят к разряду бетонов с компенсированной усадкой, а классы  Sp 1,2—4,0 к расширяющимся смесям с нормируемым обжатием.

1. По морозостойкости F200—F
2. По водонепроницаемости: тяжелые —W12—W20, легкие — W8—W
3. Данный материал обладает высокой прочностью (40–70 Мпа). Причем, рост этого значения особенно интенсивно наблюдается в раннем возрасте (28 суток). По истечении трех месяцев прочность на растяжение—сжатие увеличивается на 30%, а по достижению 6 месяцев — на 40%.
4. Отсутствует коррозия арматуры.
5. Высокая сульфатостойкость.
6. Газопроницаемость в 40 раз ниже в сравнении с тяжелыми бетонами на портландцементе.

Материалы

Расширяющийся бетон производится на основе напрягающего и безусадочного цемента с использованием крупных и мелких заполнителей природного происхождения.

Вяжущие

Расширяющиеся цементы представляют собой смеси, состоящие из портландцемента или глиноземистого цемента со специальными добавками, обеспечивающими увеличение объема структуры цементного камня на начальном этапе твердения.

В качестве добавок обычно выступают:

• гипс;
• глиноземистые шлаки;
• гидроалюминаты кальция.

В процессе гидратациии цементного камня образуются гидросульфоалюминатные соединения кальция, в момент формирования которых возникает эффект расширения структуры, компенсирующий усадочные явления.

Наибольшее распространение получили следующие виды цементов:

1. Водонепроницаемые расширяющиеся цементы (ВРЦ), получаемые путем смешивания глиноземистых цементов (70%), гидроалюмината кальция (10%) и тонкомолотого гипса (20%).

1. Водонепроницаемые безусадочные цементы (ВБЦ), состоящие из тех же компонентов что и (ВРЦ), но взятыми в других пропорциях и в других объемных соотношениях. Эти цементы способны формировать цементный камень высокой водонепроницаемости, выдерживающий давление воды до 0,70 Мпа.

Водонепроницаемые безусадочные вяжущие ВБЦ

1. Расширяющийся цемент (РПЦ), получаемый в результате тонкого помола и смешивания портландцемента (60%), высокоглиноземистых доменных шлаков (5–7%), гипса (7–10%) и минеральной добавки (20–25%).

1. Гипсоглиноземистые расширяющиеся цементы (ГГРЦ), состоящие из смеси тонкоизмельченного глиноземистого доменного шлака (70%) и молотого гипса (30%).

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент

1. Напрягающие цементы (НЦ) производят на базе портландцемента (60–70%), глиноземистого цемента (18–20%) и двуводного гипса, совместно измельченных до показателя удельной поверхности минимум 3500 см2/г (см. фото).

Заполнители

Доля крупных и мелких заполнителей в бетоне, может достигать 80% от общего объема смеси, и оказывать значительное влияние на физико-химические свойства изделия. Оптимальный подбор состава данных компонентов может существенно сократить использование цемента, цена которого в значительной мере влияет на себестоимость продукта.

Крупный и мелкий заполнитель

Кроме того, заполнители наравне с вяжущими могут улучшать технические характеристики конструкций:

• увеличивать прочность и сдерживать деформации;
• снижать значение ползучести;
• принимать на себя воздействие линейных напряжений и частично компенсировать усадку.

Для приготовления расширяющихся растворов, в роли крупных заполнителей выступают гравий и щебень фракций 5–70 мм. Требования к данному материалу такие же, как и для традиционных тяжелых бетонов (ГОСТ 10268-80).

Прочность заполнителей определяется значениями прочности горных пород, из которых они изготовлены. Согласно требованиям ГОСТ, средняя плотность крупнозернистых заполнителей, должна быть равна 2000–3000 кг/м3.

Рекомендуемая марка крупных заполнителей

Технические характеристики некоторых заполнителей пример

В качестве мелкого заполнителя, чаще всего используют кварцевый песок мелких фракций (ГОСТ 8736-93) плотностью 2000–2800 кг/м3 , причем, чем меньше фракция, тем выше плотность бетона.

Приготовление расширяющихся смесей

Готовим смеси своими руками

Расширяющие и напрягающие бетоны при необходимости можно приготовить своими руками, в условиях строительной площадки.

Существует два основных способа для изготовления быстротвердеющих водонепроницаемых смесей:

• с применением напрягающих и расширяющихся цементов;
• с использованием специальных расширяющихся добавок на основе портландцемента.

Расход модифицированных цементов и пропорции по отношению к заполнителям, такие же, как и для приготовления обычного тяжелого бетона. Инструкция для приготовления расширяющихся смесей с использованием портландцемента для каждой добавки индивидуальна. Пропорции и порядок действий описаны на тыльной стороне упаковки продукта.

Модифицирующие расширяющие добавки

При производстве быстротвердеющих расширяющих бетонов используют алюминатносульфатные и алюмооксидные добавки, обладающие как расширяющим, так и напрягающим действием.

Наиболее распространенные это:

1. Расширяющая химическая добавка (РД) — тонкоизмельченная сухая смесь алюминатных и сульфатных компонентов, позволяющая получать изделия с высокой водонепроницаемостью, морозостойкостью и компенсированной усадкой.

Расширяющиеся добавки (РД)

1. Добавка РСАМ — сухой порошок светло-коричневого цвета. Служит для получения безусадочного и напрягающего вяжущего на основе портландцемента. При равнозначном объеме цемента, введение добавки в состав смеси существенно повышает прочность на растяжение—сжатие, и полностью удаляет проблему возникновения трещин.

1. Expancrete — это сухая неорганическая добавка, компенсирующая усадку. Эффект действия зависит от объема используемой присадки, водоцементного соотношения, фракции и состава заполнителя, а также частоты армирования конструкций. Поэтому, необходимое количество добавки определяют опытным путем.

Расширяющийся бетон необходимо укладывать в опалубку с оптимальным уплотнением и последующим тщательным уходом, обеспечивающим требуемый температурный и влажностный режим, при котором исключаются незапланированные линейные расширения конструкций.

Источник: https://beton-house.com/vidy/specialnye/beton-rasshiryayushhijsya-1041