Понятие гидрофобных цементов и их область использования в специализированном строительстве

stroysoc.ru

При заливке фундамента основным стройматериалом является цемент. От его качества зависит надежность всей конструкции.

Из чего состоит цемент и его виды

Цемент – это искусственное вещество, обладающее вяжущими свойствами. Его получают производственным путем, измельчая клинкер, гипс и различные добавки.

В зависимости от особенностей производства и состава цемента выделяют несколько его видов. Для строительства фундаментов используют такиевиды цемента:

  • водонепроницаемый безусадочный – обладает гидроизоляционными свойствами, выдерживает большие нагрузки;
  • расширяющийся – увеличивается в объеме, заполняя все отверстия. Применяют при возведении свайных оснований зданий;
  • портландцемент – сыпучий стройматериал, получаемый путем помола клинкера и содержащий в своем составе различные добавки.

Из-за своих свойств наибольшее распространение получил последний вид. Он широко применяется в капитальном строительстве, производстве железобетонных конструкций общего назначения, а также при заливке различных типов фундаментов. В составе цемента этого вида содержатся различные добавки, обусловливающие дополнительные свойства данного материала. Из наиболее часто применяемых видов можно отметить:

  • сульфатостойкий – обладает повышенной сопротивляемостью к воздействию солей. Незаменим при строительстве в местах высокого залегания грунтовых вод;
  • пластифицированный – за счет добавок обладает повышенной пластичностью, что позволяет снизить водосодержание смеси. Это придает фундаменту повышенную морозостойкость и прочность;
  • напрягающий – массы из него быстро твердеют и быстро схватываются. Это позволяет ускорить строительные работы, однако негативно сказывается на надежности конструкции.

Как приготовить раствор

В зависимости от качеств, которыми должна обладать смесь, может изменяться ее состав. Несмотря на это основные составляющие постоянны:

  • цемент – основной связующий материал;
  • песок – преимущественно используется речной или намывной;
  • щебень – наполнитель, который существенно повышает прочность основания здания;
  • вода – элемент, которым затворяют сухую смесь.

Кроме этих материалов в состав могут добавляться различные присадки, например пластификаторы или отвердители.

Чтобы самостоятельно замешать раствор, в подготовленную емкость наливают воду с добавками. В нее насыпают предварительно смешанный с песком цемент – столько, сколько необходимо в соответствии с приготавливаемой маркой. Массу замешивают лопатой до однообразной консистенции средней густоты. После этого в нее вводят щебень, тщательно перемешивают и раствор готов к заливке. Хорошо, если у вас есть возможность использовать бетономешалку – она не только сократит время работы и в разы снизит трудозатраты, но и повысит прочность готовой смеси за счет более качественного смешивания ингредиентов. Необходимо четко соблюдать соотношение расходных материалов, предварительно рассчитав, сколько каких стройматериалов потребуется.

Пропорции составляющих и расход цемента на 1м3

Классическим вариантом бетона считается следование таким пропорциям:

  • 1 часть основного вяжущего вещества;
  • 2 часть песка;
  • 2.5 части щебня.

Такое соотношение позволяет получить бетон марки М450, которая отличается повышенной прочностью. Учитывая пропорции расхода стройматериалов, для производства раствора понадобится 400 кг цемента (8 мешков по 50 кг), 800 кг песка и одна тонна щебня.

Если фундамент не будет испытывать нагрузку в 450 кг/см2, то целесообразно использовать бетон более низких марок. Рекомендуют такие пропорции расхода материалов при замешивании легких бетонов:

  • М100: цемент – 220 кг (5 мешков по 50 кг), песок – 0,6 м3, щебень – 0,8 м3;
  • М200: цемент – 280 кг (6 мешков по 50 кг), песок – 0,5 м3, щебень – 0,8 м3;
  • М300: цемент – 380 кг (8 мешков по 50 кг), песок – 0,45 м3, щебень – 0,8 м3.

Чтобы определить расход сыпучих составляющих для приготовления 1м3 раствора, необходимо во время первого замеса постепенно добавлять ингредиенты, точно учитывая их расход. Для определения объема традиционно применяют 10 л ведра. Предположим, что необходимо развести раствор с соотношением 1:4. Выход в емкости для замеса или бетономешалке 10 ведер (0,1 куб). Сначала в бетономешалку необходимо насыпать 2 ведра щебня (0,02 куба), налить 5 л воды (0,0005 куба). При постоянном перемешивании добавляют 3,5 ведра песка (0,035 куба) и 9 л цемента (0,009 куба). Все ингредиенты перемешиваются, пока не получится однородная масса. При необходимости надо добавлять стройматериалы, придерживаясь соотношения, фиксируя все действия. После завершения замешивания можно рассчитать, сколько и каких ингредиентов потребовалось для того, чтобы развести 1 куб раствора. Исходя из этого соотношения, нужно сделать расчет расхода ингредиентов на 1м3 бетонной массы.

Перед тем как сделать закупку главного вяжущего вещества, следует точно рассчитать, сколько его понадобится, учитывая фасовку в мешках по 50 кг. Помня о пропорциях, заказывают и остальные сыпучие материалы.

Чтобы сделать заливку фундамента, нужно провести массу расчетов. Любая ошибка отразится на качестве основания здания, подвергнет опасности всё строение, сократит срок его эксплуатации. Поэтому нужно очень точно посчитать, сколько сыпучих стройматериалов понадобится для возведения цоколя. Самостоятельно сделать это сложно. Поэтому целесообразно обращаться за помощью к профессиональным строителям, которые не только выберут оптимальное соотношение ингредиентов, но и помогут сэкономить время и сохранить ваши силы при заливке фундамента.

Заказать услуги рабочих можно на сайте YouDo, поместив там объявление. Укажите в нем работу, которую требуется сделать, ее объем, цену за выполнение и другие параметры. Юду – это удобный сервис для поиска исполнителей, который сделает вашу жизнь легче.

Безусадочный цемент – используется при необходимости получить покрытие из бетона, не пропускающее влагу. Данный вид цементной смеси характеризуется быстрым процессом схватывания (начало схватывания начинается через несколько минут после соединения, а заканчивается не позднее, чем через 5-10 минут). При этом масса быстро затвердевает, уже к концу третьих суток достигая около 60-80% общей марочной прочности. Получившийся цементный камень обладает высокими показателями влагонепроницаемости и способен выдерживать давление воды, равное 0,7 Мпа.

Изначально водонепроницаемый безусадочный цемент был создан на основе другой смеси – глиноземистой. Базовым сырьем для цемента являются бокситы и известняки. Принцип действия водонепроницаемой безусадочной смеси состоит в том, что при затвердевании раствора происходит процесс кристаллизации алюминатов кальция, в условиях противодействия свободному расширению раствора. Это влияет на значительное уплотнение цементного камня, в результате чего он становится водонепроницаемым и приобретает гидроизоляционные качества.

Безусадочный цемент выпускается на заводах, в процессе перемалывания цемента глиноземистого типа с кальцинированной известью и гипсом. Если объемы гипса и извести могут варьироваться, то количество цемента должно составлять 85% от общей массы. Допускается добавление асбеста (не более 5%).

Хорошо приготовленный цементный камень обретает влагонепроницаемость через час, а полную активацию всех своих свойств – спустя 28 суток.

Материал обладает следующими достоинствами:

стойкость к коррозийным образованиям;

К недостаткам можно отнести:

  • невозможность использования в среде, не имеющей достаточной влажности;
  • непереносимость температуры, превышающей 80 градусов по Цельсию.

Водонепроницаемый безусадочный цемент применяется при заливке фундамента, не подверженного водной фильтрации. Незаменим при устройстве полов в гаражных и подвальных помещениях, в погребах, где требуется изоляция от контакта с грунтовыми водами. Данным цементом заливаю стены выгребных ям, чтобы содержимое не попало в грунтовые воды.

Усадка цементного камня вызывает растягивающие напряжения, которые часто превосходят прочность бетона и приводят к образованию трещин. При ремонте строительных конструкций (омоноличивание трещин), герметизации участков сопряжения двух и более конструктивных элементов не возможно достичь высокого качества работ из-за того что как правило применяют высокоподвижные ремонтные составы, усадка которых значительна. На площади контакта «нового» бетона со «старым» возникают растягивающие напряжения, значительно снижается прочность контактного слоя.

Цементы, растворы на основе которых дают приращение объема, называют расширяющимися. Все расширяющиеся цементы являются смешанными: состоят из вяжущего и расширяющей добавки.

Оксидное- в результате гидратации MqO или CaO до образования Mq(OH) 2 , Ca(OH) 2. Расширение обуславливается двукратным увеличением объема при гидратации до гидрооксида.

Сульфоалюминатное при образовании гидросульфоалюминатов кальция.

Расширение вызвано присутствием в составе цемента веществ, образующих газовую фазу

По показателям свободного расширения цементного теста при твердении в воде, цементы классифицируют:

Безусадочные, в котором расширение полностью компенсирует усадку…….2-5 мм/м

Расширение бетонов (при содержании цемента 250-300 кг/м3 составляет 10% от расширения теста, при содержании цемента 400 кг/м3 – 20%, при содержании цемента 600 кг/м3 расширение достигнет 45% от возможного расширения теста.

Показатель расширения зависит от многих факторов: минерального состав цемента, типа расширяющей добавки ее количества, условий твердения цемента.

В качестве расширяющих добавок применяют:

· высококальциевые алюминаты 4СаО ∙Al 2 O 3 ∙13Н 2 О, 4СаО∙3Al 2 O 3 ∙CaSO 4

· минералы с высоким количеством глинозема (глиноземистый цемент, глиноземистый шлак),

Характеристики цемента: Тонкость помола Т 02 не >1%, Т 008 не >7%,

Начало схватывания не ранее 30 мин, конец не позднее 12 час

Степень расширения 0.4%

Марки 400,500,600. Прочность в возрасте 28 суток превалирует над прочностью портландцемента на 7-8МПа, нет сброса прочности к 28 суткам.

Цемент можно пропаривать,

Расширяющиеся цементы имеют высокую водо-, сульфато-, морозостойкость. Камень имеет высокие марки по водонепроницаемости. Расширяющиеся цементы применяют при усилении железобетонных конструкций, т.к. при отсутствии усадки увеличивается прочность сцепления нового бетона со старым.

Бетоны на основе ранее рассмотренных гидравлических вяжущих при твердении на воздухе уменьшаются в объеме, т.е. их твердение вызывает усадку – крайне негативное явление, сказывающееся на качестве готовых конструкций.

Объемные усадочные деформации – одна из главных причин появления в бетоне трещин, снижающих долговечность инженерных сооружений. В связи с этим в настоящее время применяют новые виды цементов, процесс твердения которых в начальный период сопровождается либо увеличением объема цементного камня (так называемые расширяющиеся цементы), либо компенсированием усадки цемента (безусадочные цементы).

Суть этих явлений заключается в следующем. При гидратации всех минеральных вяжущих их абсолютный объем вследствие химической контракции уменьшается. В случае же применения расширяющегося цемента его объем при затворении водой увеличивается. Такое «неожиданное» увеличение объема может происходить только при условии соблюдения следующего неравенства:

где Ц – масса цемента, г; р ц – плотность цемента, г/см 3 ; В – масса воды, г; Ц х – масса цемента, не вступившего в реакцию с водой, г; В х – масса воды, не вступившей в реакцию с цементом, г; р г – средняя плотность продуктов гидратации цемента, г/см 3 ; а – объем пор цементного камня, см 3 .

Из приведенного неравенства следует, что расширение цементного камня должно сопровождаться увеличением объема пор вследствие «раздвижки» гидратирующих цементных зерен, что и учитывается увеличивающимся объемом пор цементного камня (а). По мнению П.П. Будникова и И.В. Кравченко, такая раздвижка вызывается значительным кристаллизационным давлением растущих кристаллов «цементной бациллы» – гидросульфоалюмината кальция (ЗСа0А1 2 0 3 3CaSO 31Н 2 0).

Читайте также:  Оригинальная вилла «Раковина» от японского дизайнера Котаро Иде

Известно, что необходимый компонент «бациллы» – гидроалюминаты кальция (ЗСа0А1 2 0 3 6Н 2 0) – образуется при твердении глиноземистого цемента. Поэтому расширяющиеся и безусадочные цементы в своем составе обязательно содержат глиноземистый цемент. Другим «стандартным» компонентом является двуводный гипс. Остальные компоненты состава расширяющегося цемента могут быть представлены портландце- ментным клинкером или другими активными минеральными добавками. Название расширяющегося цемента зависит от его состава (табл. 4.7):

  • ? гипсоглиноземистый цемент;
  • ? быстросхватывающийся расширяющийся портландцемент;
  • ? водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ);
  • ? напрягающий цемент.

Области применения

Портландцемент применяется в зависимости от марки в следующих областях строительства.

Цемент марки 400:

а) для железобетонных монолитных конструкций; для изготовления сборного железобетона.

Цемент марки 400 и 500:

а) для изготовления сборных железобетонных конструкций;

б) для гидротехнических сооружений (при службе в пресной воде), для наружных частей монолитного бетона массивных сооружении, для производства длит оболочек, находящихся в зоне переменного уровня воды;

г) при производстве бетонных работ с быстрой распалубкой;

д) для производства асбестоцементных изделий;

е) для дорожного строительства.

Цемент марки 6 0 0: для изготовления сборных железобетонных конструкций из бетонов высоких марок,

Цемент марка 7 0 0: для изготовления высокопрочных бетонов и предварительно напряженных сборных железобетонных конструкций.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получают путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера и гипса; при помоле быстротвердеющего портландцемента допускается введение активных минеральных добавок, предусмотренных ГОСТ 6269–54 (не больше 10% от веса цемента).

Быстротвердеющий портландцемент отличается интенсивным твердением в начальный период (до 3 суток).

Нарастание прочности его в отдаленные сроки твердения (до 28 суток) замедляется, а через более длительный период прочностные показатели быстротвердеющего портландцемента могут быть теми же, что и у обычного высококачественного портландцемента

Пластифицированный портландцемент является разновидностью портландцемента. Изготовляют его путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и пластифицирующей поверхности активной добавки, придающей растворам и бетонам на этом цементе повышенную подвижность, удобоукладываемость и морозостойкость. Согласно ГОСТ 970–61 пластифицированный портландцемент в зависимости от прочности делится на пять марок: 300. 400, 500, 600 и 700. Требования к прочности пластифицированного портландцемента такие же, как и для портландцемента соответствующих марок.

Гидрофобный портландцемент отличается от обыкновенного портландцемента содержанием специальной гидрофобной добавки. Изготовляют его совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и гидрофобной добавки. Портландцемент становится гидрофобным, одновременно сохраняя все остальные присущие цементам свойства, если в его состав введено оптимальное количество гидрофобной добавки.

Следует иметь в виду, что при недостаточном количестве вводимой гидрофобной добавки цемент (качество которого практически не ухудшается) не будет обладать гидрофобностью. При введении же излишнего количества гидрофобной добавки растворы будут характеризоваться повышенной пористостью, так как в них вовлекается увеличенное количество воздуха. Как следствие этого — прочность их уменьшится.

Гидрофобный портландцемент применяют в первую очередь в тех случаях, когда приходится длительное время хранить цемент до его использования или перевозить его на дальние расстояния.

Весьма целесообразно применение его для облицовки и штукатурки зданий, так как он предотвращает образование выцветов на поверхности штукатурки. Гидрофобный портландцемент можно рационально использовать при изготовлении бетонов для дорожного, аэродромного строительства и строительства гидротехнических сооружении.

Сульфатостойкий портландцемент является разновидностью обычного портландцемента и отличается от последнего в основном тем, что обнаруживает повышенную стойкость к сульфатной агрессии в условиях систематического попеременного замораживания и оттаивания или увлажнения и высыхания. Получают этот цемент путем совместного помола клинкера нормированного состава и гипса. По прочностным показателям этот цемент подразделяют на три марки: 400, 500 и 600. Сульфатостойкий портландцемент отличается от обычного портландцемента пониженным тепловыделением. Наиболее целесообразно применять этот цемент для бетонных и железобетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, гидротехнических сооружении, подвергающихся сульфатной агрессии на переменном уровне горизонта воды, а также для изготовления свай, сооружения опор мостов, молов, предназначенных для службы в минерализованных водах.

Портландцемент с умеренной экзотермией

Портландцемент с умеренной экзотермией является разновидностью портландцемента и изготавливается из клинкера нормированного химического и минералогического состава, обеспечивающего пониженную теплоту гидратации при несколько повышенной сульфатостойкости. Марки портландцемента с умеренной экзотерымией — 400, 500. В отношении сроков схватывания, содержания серного ангидрида, окиси магния. равномерности изменения объема, тонкости помола портландцемент с умеренной экзотермией должен удовлетворить требованиям, предъявляемым к портландцементу.

Портландцемент с умеренной экзотермией предназначается для бетонных и железобетонных конструкций, наружных зон гидротехнических массивных сооружений работающих в условиях систематического многократного замораживания и оттаивания, в пресной или слабо минерализованной воде.

Тампонажный цемент является одной на разновидностей портландцемента и предназначен для изоляции нефтяных и газовых скважин от действия грунтовых вод.

В соответствии с ГОСТ 1581–42 тампонажный цемент выпускается двух видов: а) для «холодных» скважин; б) для «горячих» скважин.

По химическому составу тампонажные цементы практически не отличаются от портландцемента, вследствие чего минералогический состав клинкера тампонажного цемента на разных цементных заводах колеблется в довольно значительных пределах.

Белый и цветные портландцементы

Белый и цветные портландцементы являются разновидностями обычного портландцемента и отличаются от него цветом. Белый портландцемент получают из маложелезистого клинкера с весьма малым содержанием окиси железа, а цветные портландцементы, в зависимости от их цвета, — из белого, клинкера светлых оттенков путем его измельчения вместе с добавкой красящего пигмента. Цветной портландцемент получают также из специально окрашенного в процессе обжига клинкера.

Шлакопортландцемент — вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса или путем тщательного смешения тех же, но раздельно измельченных компонентов.

Шлакопортландиемент твердеет несколько медленнее, чем портландцемент, в особенности при пониженных положительных температурах. Это объясняется значительным содержанием шлака. Однако при тончайшем помоле, в особенности двухступенчатом, и содержании шлака около 30–35% скорость твердения шлакопортландцемента такая же.

Шлакопортландцемент отличается от портландцемента, приготовленного из такого же клинкера и имеющего ту же тонкость помола, несколько меньшей прочностью.

Согласно ГОСТ 970–61 в зависимости от прочности на сжатие выпускают шлакопортландцемент четырех марок: 300, 400, 500 и 600.

Шлакопортлаидцемент характеризуется пониженным или умеренным тепловыделением при твердении, а также меньшими объемными деформациями в растворе и бетоне — усадкой (на воздухе) и набуханием в воде. Шлакопортландцемент предназначен в основном для бетонных и железобетонных наземных, а также подземных и подводных конструкций, подвергающихся воздействию пресных, а также минерализованных вод с учетом норм агрессивности воды — среды.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее в воде и на воздухе высокопрочное вяжущее вещество, получаемое путем обжига до спекания или плавления смеси материалов, богатых глиноземом и окисью кальция, и последующего тонкого помола продукта обжига. В отличие от портландцемента, клинкер которого состоит в основном из силикатов кальция, глиноземистый цемент содержит преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Применение в строительстве. Поскольку глиноземистый цемент в 3—4 раза дороже портландцемента, в строительстве он применяется только в тех случаях, когда его специфические особенности: высокая прочность в короткие сроки твердения, стойкость против 6–1621 агрессивного воздействия таких веществ, которые разрушают обычный портландцемент, большое тепловыделение за короткий отрезок времени, огнеупорность, а также хорошее сцепление с арматурой — экономически оправдывают его применение вместо обычного портландцемента.

Глиноземистый цемент целесообразно применять:

1) для строительства бетонных и железобетонных конструкций, которые необходимо быстро ввести в эксплуатацию, при ликвидации аварий, ремонте после пожаров, быстром возведении фундаментов под действующие машины;

2) для возведения оборонительных и военно-транспортных сооружений;

3) для проведения бетонных и железобетонных работ в условиях низких температур,

4) для возведения сооружении, находящихся а минерализованных водах или подвергающихся действию сернистых газов;

5) для изготовления огнеупорных бетонов и растворов.

Отличительным свойством расширяющихся цементов является их способность к расширению в процессе схватывания и твердения, которое происходит в результате образования быстрорастущих кри-сталлов гидросульфоалюминатоа кальция на определенной стадии развития кристаллизационной структуры твердеющего цементного камня. В промышленном масштабе выпускают расширяющиеся цементы двух видов, водонепроницаемый расширяющийся цемент и гипсо-глиноземистый расширяющийся цемент, отличающиеся один от другого по составу и строительно-техническим свойствам.

Гипсо-глиноземистый расширяющийся цемент

Гипсо-глиноземистый расширяющийся цемент — быстротвердеющий в воде и на воздухе вяжушее вещество, получаемое в результате совместного помола высокоглиноземистых доменных шлаков и природного двуводного гипса в соотношении 70: 30 по весу.

Гипсо-глиноземистый расширяющийся цемент предназначается для изготовления безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов, бетонов и гидроизоляционных штукатурок; для за-делки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций; для омоноличивания и усиления конструкций, подливки фундаментов и заделки фундаментных болтов; для зачеканки швов и раструбов водопроводных линий при рабочем давлении до 10 атм, создаваемом не ранее 24 ч с момента окончания зачеканки.

Не допускается применение гипсо-глиноземистого цемента для производства конструкций, работающих при температуре выше +80°С.

Современные тенденции в производстве цемента.: постоянное увеличение объёма его производства; расширение ассортимента специальных цементов и увеличение объёма их производства (особенно высокопрочных, быстротвердеющих, декоративных и расширяющихся цементов); повышение средней марочной прочности выпускаемых цементов(в частности, увеличение производства цемента марки 600 и освоение выпуска цемента марки 700); интенсификация процесса твердения цемента (достижение высокой прочности через 4‒6 ч твердения); рациональное территориальное размещение цементных заводов с целью сокращения перевозок сырья и готового продукта; снижение себестоимости цемента; обеспечение высокой степени механизации и автоматизации цементного производства и дальнейшее улучшение условий труда на предприятиях цементной промышленности.

1.Технология вяжущих веществ, М., 1965; Волженский А. В., Буров Ю. С., Колокольников B. С.

2.Минеральные вяжущие вещества (технология и свойства), М., 1966; Воробьев В. А.,

3.Строительные материалы, 4 изд., М., 1967. Ю. М. Бутт.

4.Вяжущие материалы, заполнители для бетонов и нерудные материалы, М., 1973;

5.Краткий справочник технолога цементного завода, М., 1974.И. В. Кравченко.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Гидрофобный цемент: состав, гидрофобизирующие добавки, применение

Один из основных недостатков обычного цемента – высокая гигроскопичность, то есть способность поглощать пары из воздуха. В связи с этим гарантированный срок хранения цемента в соответствующих условиях, расфасованного в бумажные мешки, составляет не более 2 месяцев. Более длительное хранение приводит к слеживанию, образованию комков, а следовательно, потере рабочих свойств и снижению прочности готового бетонного элемента. Учитывая потребности заказчиков, производители предлагают гидрофобный цемент, который отличается от стандартного присутствием специальных гидрофобизирующих добавок. Продукт с такими присадками практически невосприимчив к атмосферной влаге. Хранить его можно в бумажных мешках не менее года без потери рабочих характеристик.

Читайте также:  Столбчатый фундамент из труб

Процесс изготовления

От производства стандартного цемента процесс изготовления гидрофобного состава отличается единственной особенностью – добавлением гидрофобизирующего компонента в основной клинкер перед его измельчением. Совместное измельчение портландцементного клинкера, водоотталкивающей присадки и гипса обеспечивает сохранение традиционных характеристик и приобретение новой – инертности к атмосферной влаге. Необходимое количество присадок определяется технологами цементных заводов и зависит от:

  • тонкости помола клинкерной смеси;
  • химико-минералогического состава сырья;
  • вида добавки.

Принцип действия добавок состоит в образовании мономолекулярного воздушного слоя, который в дальнейшем защищает поверхность цементного зерна от воздействия влажной среды. Если количество гидрофобизирующих добавок будет недостаточным, то их эффективность будет низкой. При слишком высокой концентрации присадки будут слишком активно взаимодействовать с воздухом, что приведет к снижению прочности затвердевшего продукта.

Гидрофобизации подвергаются обычные портландцементы марок М400, М500, М600, а также специализированные марки. Технология приготовления строительных смесей и растворов на основе гидрофобного цемента такая же, как и на базе обычного вяжущего, и такое же время перемешивания в бетономешалке – 1,5-2 минут. Увеличение этого периода приведет к повышению количества вовлеченного воздуха и может стать причиной снижения прочности конечного продукта.

Особенности гидрофобного портландцемента

Основные свойства гидрофобизированного вяжущего:

  • пониженная гигроскопичность и капиллярный подсос при хранении и транспортировке в неблагоприятных условиях;
  • способность придавать пластичным строительным смесям повышенную удобоукладываемость;
  • способность сообщать отвердевшим продуктам повышенные водонепроницаемость и морозостойкость;
  • снижение скорости испарения воды в условиях низкой влажности, что упрощает уход за бетоном и обеспечивает его повышенную прочность.

Гидрофобные цементы при хранении во влажных условиях в течение 3-6 месяцев увеличиваются в объеме не более чем на 3,5 %, в то время как обычное вяжущее – до 14 %. Они способны противостоять впитыванию воды в течение 5 минут, в то время как обычное вяжущее начинает впитывать воду практически сразу же. Особенно сильно повышается инертность к воздушным парам у пуццолановых и шлакопортландцементов при гидрофобизации мылонафтом или олеиновыми кислотами.

Специалисты особо отмечают, что при хранении гидрофобные цементы не только не слеживаются, но и повышают свою активность. Еще одна особенность материала – замедленное твердение в первые сутки. Период набора марочной прочности такой же, как и у традиционного материала, – 28 суток.

Гидрофобизирующие добавки

В качестве гидрофобизаторов применяют:

  • мылонафт;
  • асидол-мылонафт;
  • олеиновую кислоту или окисленный петролатум;
  • различные кислоты синтетического происхождения.

Добавки составляют не менее 0,3 % от общей массы. Современные технологии производства и применения гидрофобных добавок позволяют избавиться от нежелательных последствий, которые вызывает их использование – усиленного образования пыли при помоле сырьевой смеси и повышенного воздухововлечения при изготовлении цементных растворов и смесей.

Области применения

Гидрофобные цементы используются в областях, в которых необходимы водонепроницаемость и высокая марка морозостойкости конечного продукта.

Они незаменимы в следующих случаях:

  • Необходимость длительного хранения и транспортировки цемента, особенно речным и морским транспортом.
  • Изготовление растворов для наружной декоративной отделки зданий, гидроизоляционных штукатурных составов. Гидрофобные цементы применяют для оштукатуривания зданий при высокой опасности появления высолов на стенах.
  • Производство бетонов, используемых в дорожном строительстве, для устройства аэродромных покрытий.
  • Изготовление гидротехнических бетонных смесей, которые планируется доставлять к месту укладки бетононасосами.

Рекомендации по применению

Гидрофобный цемент имеет повышенные тонкость помола и сыпучесть. Поэтому желательно доставлять цементный продукт к месту назначения в таре, особенно в ситуациях, когда разгрузочные работы осуществляются в помещениях ручным способом.

Гидрофобизация не изменяет основные характеристики портландцемента, характер его твердения, конечные свойства готового продукта. Поэтому необходимо, чтобы состав исходной сырьевой смеси и модифицирующие добавки соответствовали требованиям стандартов и проектной документации на объект.

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Понятие гидрофобных цементов и их область использования в специализированном строительстве

Гидрофобный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гидрофобизующей поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса.
Этот портландцемент отличается от обыкновенного пониженной гигроскопичностью при хранении и перевозках в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность и удобоукладываемость, а затвердевшим растворам и бетонам — повышенную морозостойкость. Для производства гидрофобных цементов необходима установка точно дозирующего устройства, равномерно питающего мельнииы гидрофобизующей добавкой при помоле цемента. Гидрофобный портландцемент имеет те же марки, что и портландцемент—400, 500, 550 и 600. Гидрофобизации могут подвергаться специальные портландцементы.
В качестве гидрофобизующего поверхностно-активного вещества применяют мылонафт, асидол-мылонафт, олеиновую кислоту или окисленный петролатум в количестве 0,06—0,30% массы цемента в пересчете на сухое вещество. В последние годы накопился опыт производства и применения этих добавок, позволяющий предотвратить вызываемые ими отрицательные явления — повышенное пылеобразование при помоле и транспортировке цемента и высокое воздухововлечение получаемых растворов и бетонов.
НИИЦементом была разработана и успешно применяется на трех заводах рациональная композиция синтетической добавки ЛЗГФ, представляющей собой раствор высокомолекулярных жирных кислот в минеральном масле (1:2) при использовании кубовых остатков СЖК. При оптимальном содержании ПАВ и режиме измельчения гидрофобный цемент с добавкой ЛЗГФ равноценен по показателям прочности и срокам схван тывания исходному без ПАВ портландцементу.
Теория гидрофобизации разработана М. Й. Хигеровичем. Сущность этого процесса заключается в образовании на поверхности цементных зерен молекулярно-адсорбционных пленок из ориентированных асимметрично-полярных молекул, обращенных углеводородными радикалами наружу. Эти радикалы гидрофобны; т. е. обладают водоотталкивающими свойствами. Полярная часть адсорбированных молекул образует в зависимости от вида гидрофобизующей добавки водоне-растворимые и также водоотталкивающие нафтенаты либо олсаты кальция. С этой точки зрения защитные пленки правильнее рассматривать как хемосорбционные, а не как чисто адсорбционные. Защитные пленки на цементных зернах не сплошные, они прерывистые «сетчатые» или «мозаичные», благодаря чему цемент сохраняет свою основную способность твердеть при перемешивании с водой. Гидрофобные портландцементы характеризуются меньшей гигроскопичностью. Под гигроскопичностью обычно понимают физическое поглощение паров воды из воздуха, между тем, как взаимодействие паров воды с цементом химическое, в результате которого появляются в тонкодисперсном состоянии гидратные новообразования. Гидрофобные портландцементы при хранении в течение 3—6 мес в насыщенной влагой среде увеличиваются в массе всего на 2,5—3,5%, а обыкновенные портландцементы — на 6—14%. Сорбция паров воды уменьшается особенно сильно у пуциолановых и шлаковых портландцементов, гидрофобизованных добавкой мылонафта либо олеиновой кислоты. Особый интерес приобретает способность гидрофобных цементов не слеживаться при хранении при одновременном повышении активности. Наблюдения показали, что гидрофобные цементы, хранившиеся в мешках в течение года, не комковались и были сыпучими, в отличие от обыкновенных портландцементов, которые скомковались. Предполагают, что самопроизвольное повышение активности цемента объясняется тем, что водяные пары и углекислый газ вследствие «сетчатого» строения гидрофобных пленок не взаимодействуют с поверхностью цементного зерна, а проскальзывают в глубь цементного зерна по микротрещинам и усиливают химическое диспергирование цемента при его гидратации. Гидрофобные цементы являются и пластифицированными, что объясняется адсорбционно-смазочными свойствами гидрофобизующих добавок и их способностью к некоторому воздухововлечению. К положительным свойствам гидрофобных цементов следует отнести пониженную водопроницаемость, являющуюся следствием повышения однородности структуры и мелкой кристаллизации новообразований.
Применение гидрофобных цементов, а также непосредственная гидрофобизация растворов и бетонов в процессе изготовления улучшает удобоукладываемость бетонных и растворных смесей, сокращает расход цемента, так как уменьшается водопотребпость. У бетонов на гидрофобных портландцементах снижается скорость испарения воды в условиях сухого климата, что способствует повышению их стойкости. Гидрофобизующие добавки повышают связность бетонных смесей, предотвращая их расслаивание и значительно облегчая их транспортировку в автосамосвалах и выгрузку из них. Бетоны на гидрофобных цементах характеризуются меньшим капиллярным всасыванием и водопоглощением.
Гидрофобизация растворов и бетонов помогает им удерживать влагу в начальный период твердения. Значительно уменьшается усадка в сухом воздуха и набухание во влажной атмосфере; сохраняется прочность сцепления с арматурой при меньшем расходе цемента. Гидрофобизующие добавки существенно повышают морозостойкость цементного камня и бетонов. Повышенная пластичность гидрофобного портландцемента позволяет сократить расход цемента в бетонах, особенно в тощих и средней жирности, на 8—10% и значительно уменьшить расход извести в растворах. При изготовлении бетонных и растворных смесей из гидрофобного портландцемента сроки перемешивания в бетономешалках и растворомешалках такие же, как и при перемешивании обычного портландцемента (1,5—2 мин). Увеличение времени перемешивания может привести к повышенному воздухововлечению и к некоторому понижению прочности бетона.
Гидрофобный портландцемент применяется в первую очередь в тех случаях, когда требуется длительное хранение и перевозка на дальние расстояния, особенно водным и морским путями. Его можно применять наравне с обыкновенным портландцементом в различных строительных работах, преимущественно для наружной декоративной облицовки зданий, для изготовления гидроизоляционных штукатурок, бетонов в дорожном и аэродромном строительстве, а также в гидротехническом бетоне и в тех случаях, когда необходимо транспортировать бетонные и растворные смеси с помощью насосов. Поскольку гидрофобный портландцемент отличается высокой тонкостью помола и повышенной сыпучестью (что обусловливается действием гидрофобизующей добавки), желательно доставлять его на место применения в таре, особенно в тех случаях, когда разгрузка производится в закрытых помещениях вручную. Следует учитывать, что гидрофобизация не может коренным образом изменить характер твердения цементов и их строительно-технические свойства, она только заметно улучшает свойства цементов. Поэтому необходимо, чтобы по химико-минералогическому составу исходного клинкера и содержанию активных минеральных добавок цементы полностью удовлетворяли требованиям, которые регламентированы стандартами и другими нормативными документами.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ ПЛОТИН

Цементы для бетонных гидротехнических сооружений

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При проектировании гидротехнических объектов для железобетонных конструкций применяются различные виды цементов. Это связано с тем, что гидротехнические сооружения эксплуатируются в разнообразных условиях (часто — очень тяжелых). Данное обстоятельство приводит к различным требованиям, предъявляемым в проектной документации к цементам, например:
– прочность;
– водонепроницаемость;
– морозостойкось;
– сульфатостойкость;
– тепловыделение;
– скорость твердения;
– истираемость.
На нижеприведённом рисунке указаны ориентировочные требования, предъявляемые к бетонной смеси на примере проекта ГЭС русловой компоновки.

Читайте также:  Смета на дом

2 ВИДЫ ЦЕМЕНТОВ

Рассмотрим виды цементов, наиболее часто встречающиеся при проектировании гидротехнических объектов:

Портландцемент (силикатцемент) — наиболее популярный цемент. Цементный камень бетона на портландцементе прочнее, чем на пуццолановом цементе или шлакопортландцементе, и имеет меньшую усадку. Однако портландцемент неприменим для цементации при наличии сульфатной агрессии.

Шлакопортландцемент — представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением смеси из портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса. Шлакопортландцемент применяется в конструкциях, находящихся в условиях влажной среды, для подводных конструкций, или во внутренних зонах массивных гидротехнических сооружений. При этом шлакопортландцемент нельзя использовать в зонах переменного уровня воды. Основными характерными свойствами шлакопортландцемента являются: высокая сульфатостойкость, несколько повышенная кислотостойкость, хорошая трещиностойкость (благодаря пониженным тепловыделениям), низкая щёлочестойкость, несколько пониженная морозостойкость, невысокая способность по защите арматуры, замедленное схватывание и набор прочности (особенно — при низких температурах), по коррозионной стойкости занимает промежуточное положение между обычным и пуццолановым цементом.

Пуццолановый цемент — является гидравлическим вяжущим, получаемым посредством измельчения портландцементного клинкера, гипса и активной минеральной добавки. Пуццолановый цемент обладает следующими свойствами: высокая водостойкость (особенно в мягкой воде), водонепроницаемость, сульфатостойкость (выше, чему у обычного портландцемента, но хуже, чем у сульфатостойкого портландцемента), несколько повышенная кислотостойкость, меньшее выделение тепла при твердении (что особенно полезно для массивных гидротехнических сооружений), пониженная щёлочестойкость, несколько пониженная морозостойкость, большая усадка на воздухе. Пуццолановый цемент непригоден при попеременном увлажнении (т.е. в зонах переменного уровня), а также для цементации (несмотря на хорошую стойкость против сернокислых вод). Поэтому в проектах плотин наибольшее применение этот вид цемента нашел в конструкциях, находящихся в условиях влажной среды — в подводных частях плотин, в подземных сооружениях, во внутренних зонах массивных гидротехнических сооружений, для цементации основания при наличии агрессивных вод.

Сульфатостойкий цемент — характеризуется очень высокой сульфатостойкостью, несколько пониженной щёлочестойкостью. Как и в других областях строительства, в гидротехнике сульфатостойкий цемент применяется для конструкций, работающих в условиях агрессивной среды, в том числе — в зоне переменного уровня воды. Такой цемент не используется для набрызг-бетона, что связано с большим сроком схватывания.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) — представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением портландцементного клинкера, глинозёмистого шлака, гипса и гранулированного доменного шлака. Важнейшим свойством ВРЦ, очень важное при проектировании, является очень быстрое схватывание: начало схватывания происходит через 5 мин, окончание — через 10 мин.

Глинозёмистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением обожжённой до спекания смеси бокситов и извести. Глинозёмистый цемент применяется при срочных восстановительных работах, тампонировании нефтяных скважин, для приготовления жаростойких бетонов. Также этот цемент применяется в проектах обделок туннелей и цементации основания в условиях агрессивных вод, сооружения бетонных конструкций в зоне переменного уровня воды. Основными свойствам глиноземистого цемента являются: водостойкость (в пресных и сульфатных водах), морозостойкость, стойкость при высоких температурах, значительные сульфатостойкость и кислотостойкость, низкая щелочестойкость. Следует отметить, что глинозёмистый цемент примерно в четыре 4 раза дороже портландцемента.

Напрягающий цемент (НЦ) — по сути является смесью портландцемента, глинозёмистого цемента и гипса. Применяется напрягающий цемент для изготовления напорных труб, резервуаров.

Гидрофобный цемент — цемент, аналогичный по прочности портландцементу, но сохраняющий активность при длительном хранении — он не слёживается и не комкуется. Гидрофобный цемент придаёт бетонной смеси повышенную пластичность, удобоукладываемость, а готовому бетону — морозостойкость.

Водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) — специальный вид цемента, применяемый для изготовления торкретбетона.

3 РАСХОД ЦЕМЕНТА

Типичное содержание цемента в бетонной смеси, применяемое в проектах гидротехнических сооружений, составляет 250—320 кг/м 3 . Минимальное содержание — около 200—220 кг/м 3 , максимальное — 400―500 кг/м 3 . С повышением содержания цемента растет прочность бетона, однако при превышении величины 500 кг/м 3 прочность бетона начинает снижаться.

Приведем некоторые примеры количества цемента в бетонной смеси:
– подводное бетонирование методом ВПТ (метод вертикально-перемещаемой трубы): 300—350 кг/м 3 ;
– подводное бетонирование методом ВР (метод восходящего раствора): 300—370 кг/м 3 ;
– основание бетонных плотин: до 230 кг/м 2 ;
– подводная зона бетонных плотин: не менее 240 кг/м 3 ;
– зона переменного уровня воды: 300—450 кг/м3, не менее 275 кг/м 3 ;
– внутренняя зона бетонных плотин: не менее 160 кг/м 3 ;
– наружные зоны, не подвергающиеся воздействию воды: до 240 кг/м 3 ;
– наружные зоны, подвергающиеся воздействию воды: до 260 кг/м 3 ;
– рисбермы бетонных плотин: от 210 кг/м 3 ;
– донья шлюзов: 250 кг/м 3 ;
– обделка гидротехнических туннелей: 240—330 кг/м 3 ; при подаче бетона бетононасосами — от 280—300 кг/м 3 ;
– ремонтный бетон: от 300 кг/м 3 .

На современном рынке представлено множество специальных цементов от крупных мировых производителей. Гидротехническое строительство часто характеризуется большими объемами бетонных работ. Поэтому из-за высокой стоимости специальных цементов их в основном применяют в проектной документации на ремонт и реконструкцию гидротехнических сооружений. К очень популярным маркам, часто закладываемым в проектах, можно отнести следующие продукты: пластифицированный расширяющийся портландцемент Macflow (производитель BASF), расширяющийся высокоподвижный цемент Stabilcem (производитель MAPEI), цементы линейки Sikacrete (производитель Sika). Все перечисленные цементы, являясь иностранными брендами, сейчас изготавливаются на заводах, действующих в России. Однако существует множество менее известных российских производителей специальных цементов, часто не уступающих по качеству иностранным брендам. Их применение позволяет несколько уменьшить сметную стоимость работ, получаемую в проектной документации.

ЦЕМЕНТ ГИДРОФОБНЫЙ

— изготовляют, вводя в мельницы при помоле цементного клинкера 0,1—0,25% мылонафта, асидола, кубовых остатков (от произ-ва синтетич. жирных кислот), окисленного петролатума или др. гидрофобизующих поверхностно-активных веществ. При этом на цементных частицах образуются тончайшие (мономолекулярные) адсорбционные слои. Для гидрофобного цемента характерны след. свойства, отличающие его от обычного цемента: 1) повышенная дисперсность вследствие интенсификации помола клинкера гидрофобизующими добавками, предотвращающими слипание частиц цемента и налипание их на мелющие тела; 2) малая гигроскопичность, благодаря чему цемент сохраняет свою активность при длительном хранении даже во влажных условиях (обычные цементы особенно высоких марок, тонкомолотые за 1—4 мес. хранения теряют до 25—30% первоначальной активности); 3) пластифицирующая способность в бетонных (растворных) смесях, позволяющая снизить расход гидрофобного цемента в бетонах по сравнению с обычным цементом той же марки) на 6—12%, без ухудшения удобо- укладывэемостп и прочности; 4) повышение качества бетонов, бетонных и железобетонных изделий, так как гидрофобизующие вещества уменьшают капиллярный подсос, водоиоглощение, водопроницаемость и повышают морозостойкость и долговечность бетонов. При смешивании гидрофобного цемента с водой, песком и щебнем (гравием) слои гидрофобизирующих веществ нарушаются; вода проникает к зернам цемента и вызывает его гидратацию.

В СССР производится гл. обр. гидрофобный портландцемент марок 300—700; периодически выпускается и гидрофобный шлакопортландцемент; можно гидрофо- бизовать также сульфатостойкий быстротвердеющий, глиноземистый и другие виды цемента.

Лит.: Хигерович М. П., Гидрофобный цемент и гидрофобно-пластифицирующие добавки, М., 1957.

В силу негигроскопичности гидрофобный цемент способен сохранять свою активность даже при длительном хранении во влажных условиях.

Поэтому гидрофобный цемент в отличие от обычного портландцемента при длительном хранении даже в очень влажных условиях не комкуется и сохраняет активность.

Гидрофобный цемент получается путем добавления к цементу при помоле небольшого количества веществ, которые не смачиваются водой.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

Цементы с гидрофобными добавками отличаются пониженными гигроскопичностью и капиллярным подсосом.

Гидрофобный цемент получают совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и олеиновой кислоты в количестве 0,1—0,4.

Пластифицированный и гидрофобный цемент выпускаются следующих марок: пластифицированный — 300, 400, 500; гидрофобный — 300, 400.

Дополнительное требование – невпитывание капли воды, нанесенной на поверхность пробы цемента, в течение 5 мин. При перемешивании с водой гидрофобные оболочки на зернах.

Гидрофобный цемент характеризуется и более высокими, чем обычный цемент, водостойкостью и водонепроницаемостью.

Благодаря этому цемент приобретает водоотталкивающие свойства. Гидрофобный портландцемент легко отличить от обычного, проделав пробу на гидрофобность.

Поэтому гидрофобный цемент в отличие от обычного портландцемента при длительном . … Хигерович М.И. Гидрофобный цемент и гидрофобно-пластифицирующие добавки.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на его поверхность.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

Имеется несколько разновидностей портландцемента: пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий, белый и цветные цементы.

В цементне-песчаные растворы с добавками гидрофобных ПЛВ вводят микропенообразователи … Соотношение цемента и песка в растворах , с уплотняющими добавками то же, что и в.

Целесообразно применять гидрофобный цемент, снижающий водопоглощение бетона. В ке-рамзитобетонах, подвергающихся тепловой обработке.

Водонепроницаемые цементыгидрофобный портландцемент или шлакопортландцемент, к которым при помоле добавляется около 0,2% добавки, отталкивающей воду (трикосал, кересит.

. промышленность изготовляет и другие цементы: быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) марок 400 и 500, пластифицированный портландцемент, гидрофобный портландцемент.

Впервые в СССР гидрофобный цемент был предложен М.И. Хигеро-вичем и Б.Г. Скрамтаевым.

В качестве вяжущих применяют портланд-цементы (ГОСТ 10178—85 и 22266—76). Подбор состава раствора с гидрофобной добавкой описан в § 16.

Если вещество не диспергируется и имеет явно выраженные гидрофобные свойства, то ГЛБ-1. 4; если … Отрицательно заряженные пузырьки воздуха прилипают к частицам цемента, что.

. режима, что на строительстве выдержать весьма трудно и не дает гарантии получения гидрофобного сокрытия. … Состав грунтов (в весовых частях): цемент—1,0; известь — 0,2 (в.

В зависимости от условий эксплуатации для приготовления гидротехнического бетона допускается применение портландцемента, пластифицированного и гидрофобного цементов.

Промышленность выпускает следующие разновидности портландцемента – наиболее ходового из всех видов цементов: пластифицированный, гидрофобный, сульфатостойкий.

Для повышения морозостойкости бетона рекомендуется использовать цементы с органическими добавками — гидрофобный и пластифицированный.

Для гидротехнического бетона допускается применение портландцемента, пластифицированного и гидрофобного цементов, пуццоланового и шлакового.

. быстротвердеющий, сульфатостойкий, гидрофобный, белый и др.), или указываются области их применения (цемент для бетонных покрытий автомобильных дорог.

. трепела, диатомита и т. п.). Устойчивость цементов при хранении значительно увеличивается при помоле их с гидрофобными веществами (мылонафт, асидол-мылонафт.

В более тонких конструкциях высокую водонепроницаемость бетона можно достигнуть применением гидрофобного цемента.

. пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сульфатостойкий и др … Изменения свойств цементов можно добиться введением в них соответствующих химических добавок.

Ссылка на основную публикацию
×
×