Состав быстротвердеющего цемента его свойства

Быстротвердеющий цемент (бетон): свойства и области применения

Быстротвердеющий цемент (БТЦ) – один из самых используемых видов портландцемента в стройке. Главное отличие БТЦ от обычного портландцемента заключается в увеличенном количестве трёхкальциевого силиката (C₃S) в составе цемента, который способствует ускоренному набору прочности за начальный период твердения.

Для получения быстротвердеющего цемента увеличивают количество зёрен мелких фракций в растворе.

Характеристика и назначение: плюсы и минусы

Быстротвердеющий цемент легче и дороже портландцемента. Высокая стоимость обусловлена повышенными характеристиками прочности и более высокой скоростью застывания, что является необходимым условием при ускоренной застройке в условиях работы при низких температурах.

Ещё одно преимущество БТЦ состоит в устойчивости к сульфатным атакам разного рода.

Набор прочности БТЦ за три дня эквивалентен семидневному набору прочности портландцемента, тогда как водоцементное соотношение для обоих цементов является одинаковым. Увеличенный показатель набора прочности обусловлен большим содержанием трёхкальциевого силиката (C3S) и более тонким помолом цементного камня в растворе.

Недостатки: из-за выделения большего количества тепла при затвердевании БТЦ не подходит для больших объемов бетонирования.

Марки

Согласно ГОСТу №10178-85, быстротвердеющий цемент имеет марку М 400 (М400) и М 500 (М500). М500 имеет большую востребованность в связи с доступностью цены и широкой сферой применения.

Состав (компоненты и пропорции)

Состоит быстротвердеющий цемент из:

• 60-65% известнякового клинкера;
• MgO – не более 5%;
• гипсового камня – не более 3,5%;
• гранулированных шлаков – не более 15%;
• и активных минеральных добавок – не более 10% для регулировки основных свойств и функций цемента.

Допускается замена минеральных добавок органическими (например: кренты, ферритные и сульфоферритные продукты, опаленные квасцовые камни и белая глина) в целях повышения прочности и ускорения твердения. Суммарная доля органических добавок – не более 5% на всю массу цемента.

Способ производства

Процесс замешивания быстротвердеющего цементного раствора

Для производства быстротвердеющего цемента понадобятся:

• вращающиеся печи для обжига керамики;
• беззольное топливо;
• вода;
• барабанно-шаровая мельница;
• сырьевые материалы, входящее в состав БТЦ.

При создании быстротвердеющего цемента используется сырьё с высокой однородностью и наименьшим процентом нежелательных добавок – для уменьшения химического колебания структуры шлама. Предпочтительно использовать сырьевые материалы некристаллической структуры, поскольку химическая реакция происходит в них лучше, нежели чем в кристаллической.

Процесс приготовления

В БТЦ в качестве сырья используют известковый камень, который нагревают при высоких температурах до образования клинкера. Клинкер мелко измельчают, а затем смешивают с небольшим количеством гипсового камня для получения цементного раствора.

Обжиг помола следует производить во вращающихся печах на беззольном горючем. После обжига в помол добавляется флюорит для ускорения процесса клинкерообразования, после чего полученная смесь остужается.

Полученный состав должен содержать не менее 50% С₃S. Далее в цемент добавляются активные минеральные добавки (до 10%) и доменные, либо электротермофосфорные остатки (до 15%), которые способствуют реакции С₃S. Чтобы избежать лишних выбросов и добиться правильного увеличения прочности добавляют 5-10% (от массы цемента) трепела.

Для увеличения эффективности минеральных веществ, ускоряющих твердение, и оказывающих положительное воздействие на гидратацию и сольволиз зёрен, необходимо произвести помол зёрен цемента до удельной поверхности в 3500 см 2 /г вместо обычных 3000 см 2 /г.

Увеличение скорости набора прочности

Скорость нарастания прочности можно увеличить добавлением сульфата натрия (Na₂SO₄) и хлористого кальция (CaCl₂) – не больше 1-2% на всю массу цемента.

Введение затравочных кристаллов из предварительно гидратированного цемента также будет способствовать ускоренному набору прочности цементного раствора при бетонировании.

Для ускорения процесса твердения цемента можно использовать гидротепловую обработку, общая длительность которой занимает от 12 до 13 часов при температуре 80°С.

Особо быстротвердеющий цемент (ОБТЦ)

Не так давно начали изготавливать особо быстротвердеющий цемент с увеличенной устойчивостью. Такой цемент содержит не менее 55% С₃S, а помол обладает удельной поверхностью не менее 4000 см 2 /г. В отличие от БТЦ, ОБТЦ обладает более интенсивными темпами набора прочности за начальный период.

Области применения

БТЦ имеет общестроительное назначение, и подходит для заполнения трещин и заделки пустот.

БТЦ используется в постройках, требующих ускоренного затвердевания и увеличенной прочности, где опалубка должна быть удалена как можно раньше.

Быстротвердеющий цемент хорошо зарекомендовал себя при создании трасс, при производстве бетонных панелей, плит, электрических столбов, ограждений и бордюров. БТЦ нередко применяется для бетонирования в холодную погоду, поскольку обильное выделение тепла во время гидратации защищает бетон от замерзания.

Источник

Где применяется быстротвердеющий (быстросохнущий) цемент

Быстротвердеющий цемент – это бетонный раствор, в котором благодаря составу и особенностям производства происходит ускоренная гидратация, что значительно сокращает срок набора прочности и полного цикла затвердевания смеси. Такой цемент используют в строительстве высотных сооружений, монолитов, железобетонных конструкций, в ситуациях, когда нельзя или нецелесообразно ждать 28 суток набора прочности бетона.

Быстросохнущий цемент обладает главным преимуществом – сокращение сроков затвердевания, что существенно сокращает время выполнения работ, позволяет избежать простоя и продолжать строительство. Несмотря на данное достоинство, такой цемент вряд ли когда-либо вытеснит с рынка обычные смеси, так как производится на дорогом оборудовании (что соответственно сказывается на цене материала), из высококачественного сырья (этот фактор также повышает стоимость), предполагает определенные требования к технологии заливки.

Быстротвердеющий портландцемент предполагает преобладание алитовой фазы в минералогическом составе с ограниченным количеством С3А (максимум 8%). Интенсивное застывание даже в начальном этапе гарантирует уже по прошествии 2 суток набор прочности в диапазоне 15-25 МПа (почти половина показателя по марке).

ГОСТ 10178-62 устанавливает предел прочности на изгиб минимум 40 кгс/см3 – уже через 3 дня железобетонные конструкции достигают в обычных условиях данного показателя. Сегодня на рынке представлены два вида быстросхватывающегося бетона – М400 Д20Б и более прочный М500 Д20Б (используется чаще – в заливке фундамента, кладке стен).

Область применения

Обычно быстросхватывающийся цемент применяют в производстве железобетонных изделий там, где нельзя поддавать конструкцию пропариванию в камере. К примеру, это может быть изготовление фундаментных блоков.

Важны свойства раствора и в процессе кладочных работ при быстром строительстве – в таком случае удается избежать простоев и существенно сэкономить на времени использования спецтехники, оплате труда работников, уменьшении сроков реализации проекта.

Также актуально использование раствора быстрого твердения при производстве брусчатки, реже бетонных бордюров, плит для перекрытия и других конструкций. Основное назначение быстросхватывающегося цемента – ускорить процесс выполнения работ без потери характеристик прочности, стойкости к разным воздействиям.

Изготовление быстротвердеющего бетона

Процесс производства цемента с ускоренным твердением предполагает более тонкий помол ингредиентов. Чем более мелкие гранулы, тем большей получается площадь взаимодействия их с реагентом, что ускоряет гидратацию. Так, удельная поверхность быстросохнущего цемента находится в диапазоне 3500-4000 см2/г, у обычного – 2800-3000 см2/г вещества. Есть и особо быстротвердеющие цементы, где активная площадь достигает 7000-9000 см2/г.

Тонкий помол БТЦ предполагает более быстрый износ оборудования, большее время производства цемента, что сказывается на стоимости материала. Некоторые производители для придания нужных свойств цементу практикуют ввод в состав минеральных добавок (кремнезем оксида кальция, к примеру), но такой вариант не дает той скорости застывания, что созданный на базе цемента тонкого помола бетон.

Виды быстросохнущего цемента и маркировка

Всего существует два вида цемента с высокой скоростью схватывания и твердения – особобыстротвердеющий и сверхбыстротвердеющий. Они отличаются определенным особенностями в составе и свойствах.

1. Особобыстротвердеющий – здесь почти нет минеральных добавок, клинкер мелется до показателя в 4000 см2/г, включает около 8% целита и 68% алита. Плотность бетона через сутки равна 30 МПа, через трое суток – 45 МПа.
2. Сверхбыстротвердеющий цемент – его состав строго стандартизирован, включает галогеносодержащие вещества, приводящие к увеличению алюминатов. Нормативная тонкость помола составляет примерно 8000-9000 см2/г. Через 2-4 часа после заливки бетонных изделий можно демонтировать опалубку (бетон набирает прочность в пределах 10 МПа), через сутки бетон набирает до 70% нормативной прочности.

• ПЦ – портландцемент (может также быть ШПЦ – шлакопортландцемент)
• 400 – показатель марки, который говорит, что образец при тестах продемонстрировал стойкость к нагрузке до 400 кг/см2
• Д30 – в составе есть минеральные добавки в количестве 30% от общего веса (если Д0 – наполнителей нет)
• Б – быстросохнущий

Также могут быть указаны индексы: ВРЦ – водонепроницаемость, СС – сульфатостойкость, Н – нормальнотвердеющий цемент.

Также стоит помнить, что в 2004 году ввели новые обозначения международного образца, но маркировочные данные остались теми же – БТЦ Москва и область реализует со старым типом маркировки, к примеру. Тем не менее, если на упаковке указано ЦЕМ (CEM) I (II) 32.5 Б (Н), это значит: I – добавок нет, II – добавки есть, 32.5 – класс прочности, Б – быстротвердеющий бетон, Н – нормальнотвердеющий.

Сколько сохнет цемент

Процесс высыхания бетона и полного набора прочности включает две основные стадии. Сначала проходит процесс схватывания быстросохнущего цемента – в минимальные сроки, занимает около 2-3 часов. При температуре +20 градусов хватает часа для схватывания, при 0 – около 20 часов. Начинается процесс в быстросохнущих растворах и бетонах уже через 7-10 минут после заливки.

Если процесс происходит в специальных камерах для пропаривания, бетон схватывается за 20 минут. Потом происходит твердение бетона – тут все зависит от типа выбранного цемента и нормативных показателей. Обыкновенный раствор затвердевает и набирает прочность в течение 28 суток, быстросохнущий – в течение двух-трех.

Быстротвердеющий цемент – востребованный материал, который может быть незаменим в ситуации необходимости ускорить строительство и выполнить заливку определенных конструкций. При выборе такого типа цемента необходимо тщательно ознакомиться с правилами работы с ним.

Источник

Быстротвердеющий цемент (бетон): свойства и области применения

Быстротвердеющий цемент является таковым благодаря большой скорости гидратации материала, которая начинает работать уже во время приготовления раствора.

Что собой представляет быстротвердеющий цемент

Рисунок 1. Быстротвердеющий цемент
Для этого вида цемента подбирают качественные сырьевые материалы с максимально однородным химическим составом при минимуме нежелательных примесей. Аморфная их структура помогает легче взаимодействовать, нежели в ситуации с кристаллами.

Помол сырья выполняют очень скрупулезно, получая однородную смесь. Обжиг проводят при повышенной температуре. В состав вводят ускорители (плавиковый шпат), после чего клинкер быстро охлаждают. Быстротвердеющий портландцемент содержит максимум 10% активных добавок, а также 15% гранулированных шлаков. Они связывают гидрат окиси кальция, ускоряя поглощение им воды.

Определение и производство

Цемент быстротвердеющий – это особый вид вяжущего для затворения бетонов и отделочных, монтажных растворов, который характеризуется ускоренным процессом схватывания по сравнению с обычными цементами. Он применятся при необходимости в ускоренном проведении строительно-монтажных работ.

Эффект быстрого твердения достигается двумя способами:

• Особый помол клинкера;
• Использование минерализованного сырья.

Быстротвердеющий цемент получают методом помола клинкера до особой фракции, размер частиц при которой имеет уменьшенную площадь поверхности. Это и позволяет вяжущему быстрее вступать в реакцию с водой и набирать первичную площадь. Мелкий помол осуществляется на специальном оборудовании.

Минерализация цемента – еще один способ сократить его время схватывания в бетонном или штукатурном растворе. В таком случае вяжущее (цемент или портландцемент) делают из клинкера с высоким содержанием силикатов трёхкальциевых и алюминатов, а также дополнительных химических соединений, например, хлористого кальция и тонко помолотого гипса. О наличии последних в быстротвердеющем вяжущем скажет маркировка на упаковке, они обозначаются буквой Д с индексом от 0 до 20 (в процентах).

Преимущества и недостатки быстротвердеющий цемент

Материал активно применяют при возведении высотных сооружений. Использование продукта в изготовлении железобетонных изделий позволяет производителям пропускать этап пропаривания конструкций, что существенно ускоряет время технологического процесса.

Преимущества цемента очевидны при выполнении монолитного строительства. Его использование нивелирует ограничения, вызывающие простои в работе. Не делая значительных перерывов, мастера приступают к выполнению очередных этапов работы.

Но быстротвердеющий цемент не способен вытеснить традиционные марки, поскольку не лишен определенных недостатков:

• его производство требует наличия современного оборудования;
• для производства необходимо высококачественное сырье;
• получаемый бетон требователен к соблюдению правил заливки.

Высокопрочный бездобавочный портландцемент

Данный цемент используется для производства растворов и бетонов с повышенной прочностью, которые используются для строительства особых бетонных конструкций и архитектурных деталей.

Данный вид быстротвердеющего бетона позволяет сократить время для набора распалубочной прочности, а так же позволяет быстро набирать необходимую прочность, которая позволяет транспортировать бетонные и железобетонные изделия. Таким образом, данный вид бетона позволяет увеличить оборачиваемость строительных форм.

Высокопрочный бездобавочный портландцемент применяется для изготовления бетона и железобетона с повышенными прочностными характеристиками и для получения арболита с высокими техническими и физическими свойствами. Так же данный цемент входит в состав полимерцементного покрытия полов в зданиях промышленного производства и используется для зимнего беспрогревного бетонирования.

Состав

Отменные эксплуатационные свойства смеси достигаются благодаря присутствию в продукте следующих ингредиентов:

• порообразователей;
• ускорителей;
• разжижителей.

Последние компоненты увеличивают пластичность раствора, позволяют воде в нем равномерно распределяться. Первые добавки и ускорители уменьшают срок выведения из раствора влаги. Их использование снижает механические характеристики (предельную прочность и пластичность) у будущей поверхности.

Как выбрать качественный цемент?

1. Определитесь с производителем. Отечественные марки стоят дешевле. При покупке импортного цемента нужно обращать внимание на дату выпуска – чтобы не приобрести просроченный товар.
2. Почитайте отзывы в интернете. Поищите информацию на строительных форумах.
3. При покупке внимательно осмотрите упаковку. Это должен быть 3-4-х слойный мешок с клапаном, сшитый или клеенный. На мешке должна быть информация о производителе, сроке изготовления и свойствах цемента.
4. Разберитесь с маркировкой. Чем выше марка цемента – тем прочнее будут конструкции из него. Нормальнотвердеющий цемент может быть маркирован буквой «Н», а быстротвердеющий – буквой «Б».
5. Приценитесь. Чем выше марка, тем выше цена. Цемент навалом стоит дешевле, чем цемент в мешках. Но, подозрительно низкая цена может говорить о фальсификате.
6. Обратите внимание на дату расфасовки цемента. «Залежавшийся» цемент теряет практически все свои качества.

Выбирайте качественный цемент, стройте надёжные здания и конструкции!

Прочтений: 7519 Распечатать

Изготовление быстротвердеющего бетона

Рисунок 2. Изготовление быстротвердеющего цемента
При выпуске материала, обладающего свойством ускоренного твердения, необходим тончайший помол компонентов. Мелкие гранулы увеличивают площадь взаимодействия с влагой, ускоряя гидратацию. Быстросхватывающийся цемент имеет удельную поверхность 3500 кв. см/г, а обычный продукт — 2800. Особо быстротвердеющий состав вообще обладает активной площадью до 9000 кв. см/г. Когда такая цементная пыль застывает в естественных условиях, через 3 часа уже разрешено демонтировать опалубку, а спустя сутки бетон имеет две трети завершающей прочности.

Основные разновидности

Быстротвердеющие цементы – это группа материалов, включающая такие виды материала:

• особобыстротвердеющий цемент;
• сверхбыстротвердеющий цемент.

Их главное отличие друг от друга – время первичного схватывания, на которое оказывают влияние минералы в составе сухого порошка из клинкера.

Особобыстротвердеющий цемент очень тонко помолот – 4000 см2/г, в его состав входят такие активные добавки, как целит (около 8-10%) и алит (до 70% от массы сухого клинкера). Уже через 24 часа конструкция набирает прочность до 30 МПа, через 72 часа – 45 МПа.

Сверхбыстротвердеющий цемент имеет в составе вещества, способствующие выработке ускоряющих твердение алюминатов – галогеносодержащий фторид кальция и его аналоги. Тонкость помола клинкера у данной группы очень мелкая – 7000…9000 см2/г, что говорит об активизации минеральной составляющей. 10 МПа прочности в обычных условиях сверхбыстротвердеющий цемент наберёт через 4 часа, через 24 часа показатель возрастает до 60…70%, чего достаточно для проведения последующих монтажных работ.

В отдельную подгруппу можно вынести водонепроницаемый быстротвердеющий цемент. Это материал быстрого набора прочности в условиях воздействия сырости или высокой влажности. Рабочий раствор схватывается сравнительно быстро одновременно с интенсивным уплотнением структуры по всему объему материала благодаря гидроалюминату кальция, для изготовления цемента используют глиноземный клинкер. Данный тип вяжущего оптимально использовать для монтажа подводных и подземных конструкций – вода даже через продолжительное время не просочится внутрь камня и не спровоцирует коррозийные процессы.

Популярный представитель материала – расширяющийся пластифицированный цемент бренда macflow по цене около 70 рублей за 1 кг.

Общие правила применения — быстротвердеющий цемент

Использовать быстросохнущие растворы невероятно просто. Нужно только замешать из них раствор, добавив гранулированный песок с водой. Состав требуется израсходовать за час, поэтому его необходимо замешивать небольшими порциями.

Смесь наносят на предварительно подготовленную поверхность без пыли, жирных пятен, каждый слой необходимо выравнивать. Мероприятие рекомендуют выполнять при температурном диапазоне 10–25° тепла. Нельзя допускать воздействие на стяжку солнца и сквозняков минимум 3 суток.

Твердение бетона наступает сразу после схватывания смеси. Чтобы гарантировать требуемую марку материала, необходимо выждать четыре недели. Сохнет цемент по-разному — все зависит от компонентов. Если присутствуют активные добавки, они при контакте с водой ускоряют химическую реакцию, благодаря чему бетон твердеет гораздо быстрее.

Виды цемента по маркам

На упаковках с цементом производители указывают буквами и цифрами информацию о составе и базовых характеристиках. Устанавливается маркировка цемента по ГОСТ: первые буквы свидетельствуют о типе смеси: ПЦ, ШПЦ, БЦ, ВРЦ и другие (ниже дано детальное описание каждого типа). Эти данные помогают потребителю определить:

• допустимую нагрузку на бетон;
• какие добавки использовал производитель, и в каком соотношении.

После первых двух букв указываются сокращения: Б — быстротвердеющий материал, СС — сульфатоустойчивый, ВРЦ — водонепроницаемый и другие.

Сокращение	Расшифровка
ПЦ	Портландцементная смесь
СС	Сульфатостойкая смесь
ШПЦ	Шлакопортландцементная смесь
ВРЦ	Водонепроницаемая смесь
БЦ	Белая цементная смесь
ПЛ	Пластифицированная смесь

При добавлении различных добавок, цемент приобретает дополнительные характеристики: быстро затвердевает, не восприимчив к воздействию морской воды, морозостойкость, гидрофобность. В зависимости от процентного соотношения основных составляющих и добавок, степени помола, выполняется классификация материала по маркам, видам и прочим характеристикам. Каждый вид цемента имеет свое назначение и используется в соответствии с определенными условиями. Например, марка цемента обозначается М и цифрой. М400 означает, что готовая смесь выдерживает нагрузку 400кг/см2.

Маркировка бетона	Применение	Расход цемента в кг на куб бетона
М100	Минимальная марка прочности. Используется для бетонирования дорожных бордюров, ограждений.	165
М200	Используется для стяжки пола, также подходит для заливки фундаментов.	240
М300	Бетон широкого спектра применения — для строительства объектов общего назначения, заливка фундаментов.	320
М400	Элементы, подвергающиеся высоким нагрузкам: мостовые конструкции, несущие опоры на эстакадах.	417

Приготовление

В чистую посуду, желательно пластиковую миску или ведро, наливается необходимое количество прохладной воды по пропорции смешивания, из расчёта одна часть воды на три части смеси для мягкого и пластичного раствора, и четыре части смеси для получения жёсткого пластичного раствора. Смесь необходимо размешивать быстро и небольшими количествами, грязная посуда и тёплая вода значительно сокращает рабочее время. Добавление других наполнителей, например песка или гипса, не изменяет время работы, но изменяет конечную прочность.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент M600

Вид	Марка	Цена, руб. (биг-бег 1,5 тн)	Цена, руб. (навалом, 1 тн.)	Цена, руб. (мешок 50 кг.)
Влагостойкий расширяющийся цемент	М600 Д0 ВРЦ	по запросу
	М600 Д20 ВРЦ	по запросу
Влагостойкий расширяющийся цемент (быстротвердеющий)	М600 Д20 ВРЦ Б	по запросу
	М600 Д0 ВРЦ Б	по запросу

Все марки цемента М600

Инструкция по применению

Применяется для заделки напорных течей, ремонта выбоин и трещин, анкеровки и замоноличивания арматур и анкерных креплений, крепления сантехнического оборудования, и других строительных конструкций. Приготовленная смесь должна быть израсходованна в течении трёх минут. Основание должно быть прочным и без пыли, желательно слегка увлажнить. Небольшими порциями раствором заполняются полости которые необходимо заполнить, трещины и выбоины заполняются и заглаживаются с помощью шпателя, напорные течи купируются шариками из раствора и фиксируются руками до момента затвердения. Трещины и выбоины следует заполнять мягким раствором, протечки необходимо заполнять жёстким раствором.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент M500

Вид	Марка	Цена, руб. (биг-бег 1,5 тн)	Цена, руб. (навалом, 1 тн.)	Цена, руб. (мешок 50 кг.)
Влагостойкий расширяющийся цемент	М500 Д0 ВРЦ	по запросу
	М500 Д20 ВРЦ	по запросу
Влагостойкий расширяющийся цемент (быстротвердеющий)	М500 Д20 ВРЦ Б	по запросу
	М500 Д0 ВРЦ Б	по запросу

Все марки цемента М500

Описание

Цементная быстрозастывающая смесь Ceresit CX 5 (Церезит Ц Икс 5) применяется для анкеровки различных деталей, заделки течей и ремонта бетона. После застывания получается прочная, морозостойкая, водоупорная поверхность. Рекомендуется для заделки течей и промоин в фундаментах и стенах, хорошо подходит для замоноличивания арматур и анкерных строительных элементов.
Комплекс специальных добавок повышает исходную прочность и водостойкость приготовленного раствора. Экспресс-цемент Ceresit CX 5 подходит для наружнего применения, пластификаторы придают морозостойкость, позволяя проводить работы на внешних элементах зданий и фундаментов.

Преимущества использования ускорителей твердения бетона

Практика показывает, что использование ускорителей твердения бетона позволяет значительно сократить затраты времени на сооружение объектов, за счет чего серьезно снижается себестоимость строительства. Кроме того, их применение дает возможность, не увеличивая количество цемента в растворе, примерно на 25% повысить прочностные характеристики бетонных изделий после затвердевания.

Изделия, при производстве которых использовались ускорители твердения бетона, имеют более высокую водонепроницаемость, обладают хорошей стойкостью к воздействию коррозии и перепадам температур. Кроме того, их применение позволяет существенно сократить период вибрирования бетонной смеси.

Источник