Цемент расширяющийся при застывании

Расширяющиеся разновидности цементных смесей

К расширяющимся видам цемента относят группу вяжущих материалов, не образующих усадки или увеличивающих свой объем в процессе затвердевания. Потребность в их использовании возникает при необходимости получения трещиноустойчивых покрытий, проведения гидроизоляционных и ремонтно-восстановительных работ. Способность расширяться достигается за счет введения ряда добавок, как правило, такие составы стоят дороже и отличаются особыми условиями затвердевания. При всех своих преимуществах эти марки относятся к узкоспециализированным, их применение должно быть экономически обосновано.

Эти смеси изготавливаются на основе глиноземистого шлака, природного гипсового камня (двуводного или полуводного), негашеной извести, алюминиевой пудры или аналогичных добавок. Увеличение объема происходит за счет образования микроскопических пузырьков или наращивания кристаллов на начальных минутах затвердевания, исключительно в условиях повышенной влажности (при нормальном или сухом воздухе способность расширяться проявляться не будет, в крайнем случае раствор останется безусадочным). Время схватывания и окончательного набора прочности зависит от марки: от 4-14 минут и 14 ч и выше, в целом этой группе вяжущего присущи ускоренные сроки достижения твердого состояния.

Виды и маркировка

В зависимости от состава и свойств выделяют следующие разновидности:

• ВРЦ – водонепроницаемый расширяющийся цемент, характеризующийся высокой скоростью твердения и повышенной стойкостью к влаге. Его применяют при восстановлении и строительстве подземных и подводных объектов, гидроизоляции шахт и туннелей.
• РЦ – расширяющийся портландцемент, быстро твердеющий при пропаривании.
• НЦ – напрягающийся цемент, рекомендуемый при бетонировании конструкций с разнонаправленной арматурой, например, напорных труб или тонкостенных ЖБИ. Эта разновидность в свою очередь разделяется на НЦ 10 (безусадочную), НЦ 20 (напрягающеюся) и НЦ 40 (саморасширяющуюся).
• ГГРЦ – гипсоглиноземистые, предназначенные для приготовления гидроизоляционных штукатурок и бетонов.

Основные характеристики и свойства

Все выше перечисленные виды вяжущего относятся к быстротвердеющим гидравлическим, затворяемым водой и набирающим прочность в условиях повышенной влажности. Технические характеристики цементов с такими способностями зависят от состава, сроки схватывания и другие показатели различаются у разных марок:

Наименование параметра или свойства	ВРЦ	РЦ (РПЦ)	НЦ	ГГРЦ
Состав, %	Гипсоглиноземистый цемент – 70, высокоосновные гидроалюминаты кальция – 10, гипс – 20	Клинкер портландцемента – 58-63, шлак – 5-7, гипс – 7-10, гидравлическая добавка – 20-25	Портландцемент – 65-70, шлак – 16-20, гипс – 14-16	Высокоглиноземистые шлаки – 70, строительный гипс – 30
Начало схватывания, мин	От 4	Не ранее 30	2-5, продлевается при добавлении сульфитно-спиртовой барды	Не менее 20
Окончательный набор, прочности, ч	Через 25-28 ч конструкция становится полностью водонепроницаемой, но максимальная марочная прочность достигается через 28 суток	65-80, при условии пропаривания – 30-35	До 28 суток	70-85
Условия застывания и эксплуатации	Внутреннее расширение продолжается долго, лучшие результаты наблюдаются при твердении в сильно влажной среде	Рекомендуется к пропариванию при температуре от +60 °C	Характеристики улучшаются при пропаривании	Прогреваются при необходимости бетонирования при отрицательных температурах, при твердении на воздухе нуждаются в интенсивном увлажнении не менее 3 суток
Предел прочности на сжатие, кгс/см2	До 500	400-600	До 600 у НЦ 40	До 500
Величина относительного линейного расширения, %	0,02-1	0,3-1	До 3	0,3-1

К положительным свойствам строительных растворов на основе расширяющегося и напрягающегося цемента относят:

• Высокую адгезию, в том числе с металлической арматурой и старыми стройматериалами.
• Ускоренный набор прочности – большинство марок достигают 80 % от максимума в течение первых суток, их советуют купить при ограниченных сроках ведения работ.
• Отсутствие усадки, трещиноустойчивость, равномерное распределение растворов внутри полостей.
• Стойкость к коррозии, агрессивным воздействиям, температурным перепадам, щелочам и влаге.
• Хорошую прочность на сжатие – до 600 кгс/см2.
• Долговечность.

К недостаткам относят узкую специализацию и высокую цену, эти марки считаются дорогостоящими, следует остерегаться подделок. Несмотря на более сложную в сравнении с обычным портландцементом технологию изготовления и большое число дополнительных компонентов, замес и нанесение растворов не представляет труда.

Области использования

Применение таких цементов экономически целесообразно при:

1. Строительстве, ремонте и реконструкции гидротехнических сооружений.

2. Необходимости повышения прочностных и влагоотталкивающих характеристик постройки.

3. Изготовлении и восстановлении монолитных и сборных емкостей и резервуаров: бассейнов, водонапорных, канализационных и очистных систем.

4. Приготовлении влагонепроницаемых штукатурных составов, в том числе с целью сохранения теплоизоляционных свойств пористых марок бетонов и природных материалов (например, ракушечника).

5. Строительстве и ремонте подземных сооружений: туннелей, шахт, метрополитена.

6. Обустройстве покрытий в зонах с повышенными нагрузками: на мостах и аэродромах.

7. Склейке ж/б плит, в том числе при возведении многоэтажных зданий.

8. Приготовлении безусадочных бетонов.

9. Строительстве объектов спортивного назначения: от катков до трибун и беговых дорожек.

10. Проведении аварийных и экстренных работ.

Возрастает востребованность расширяющегося глиноземистого цемента в частном строительстве, несмотря на высокую цену его рекомендуют купить для гидроизоляции подвалов и цокольных этажей, бань, гаражей и бассейнов. При правильной подготовке основания расход состава будет невысоким, применение РЦ оправдает себя при необходимости создания трещиноустойчивых покрытий, защите швов и стыков.

При работе с этим материалом важно обеспечить правильные условия нанесения, следует помнить, что его положительные свойства проявляются исключительно при застывании во влажной среде. Поризация и эффект расширения наблюдаются при малейшем контакте с водой, из-за ускоренных сроков схватывания приготовленный раствор расходуется незамедлительно, все поверхности подготавливаются заранее. К важным нюансам относят строгий контроль за долей вводимой воды, нарушение требований производителей недопустимо. При соблюдении всех правил смесь застывает без трещин, образуя гладкое и полностью непроницаемое для воды покрытие.

Источник

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.

Что представляет из себя этот строительный материал

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.

Технические характеристики и виды

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 цемент (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.

Источник