Литой асфальтобетон: укладка, ямочный ремонт

2. Земляные работы

Начинаются подготовительные работы. В первую очередь снимается верхний слой грунта. Если задача – снять большой слой, требуется использование специализированной техники – бульдозеров и погрузчиков. Разравнивается территория при помощи грейдеров. Впоследствии формируется дорожное “корыто”, которое предстоит дальнейшему уплотнению.

Насколько глубоко копать? В первую очередь показатель зависит от предназначения дорожного полотна. Для укладки дорожек достаточно снять 15-25 см почвы. Тут действует правило: чем больше планируемая нагрузка на полотно – тем глубже копается котлован.

Важно! Проект должен быть спланирован так, чтобы дождевая вода стекала в дренажную систему, а не накапливалась на асфальтном покрытии или под ним.

Если работы делаются не с нуля, имеющееся покрытие разрушают при помощи дорожного фрезера. Устаревшее покрытие может использоваться повторно, если правильно его переработать.


Если работы делаются не с нуля, имеющееся покрытие разрушают при помощи дорожного фрезера. Устаревшее покрытие может использоваться повторно, если правильно его переработать.

Ямочный ремонт асфальтового покрытия

Требования к состоянию покрытия автомобильных дорог четко прописаны в соответствующих нормативных документах (ГОСТ Р 50597-93, СНиП 2.07.01 и другие). Однако в них не учитывается стремительный рост количества транспортных средств и соответствующее увеличение нагрузки на дорожное покрытие. Вместе с прогрессом технологии растет и количество материалов и технологий для ремонта дорог.

В частности, ямочный ремонт асфальтового покрытия оправдан, если степень повреждений допускает его проведение. В противном случае следует проводить капитальный ремонт дороги. Только четкое соблюдение технологических условий и требований к подобному ремонту обеспечивает прочные «латки». Рассмотрим технологию ближе.

В частности, ямочный ремонт асфальтового покрытия оправдан, если степень повреждений допускает его проведение. В противном случае следует проводить капитальный ремонт дороги. Только четкое соблюдение технологических условий и требований к подобному ремонту обеспечивает прочные «латки». Рассмотрим технологию ближе.

Области применения литого асфальта

Объекты, которые сооружаются с использованием литого асфальта, это мосты и дороги, туннели и многое другое. Поскольку показатели типов во многом различаются, необходимо выбирать материал, оптимально пригодный для реальных условий. Из литого асфальта первых двух типов изготавливают различные слои дороги, если по ней проходят больше 3 тысяч автомашин за день. Это могут быть скоростные участки дорог, шоссе, аэродромы и другое.

Можно использовать материал 1 и 2 типов и для не таких нагруженных автодорог, хотя это является экономически невыгодным.

Первый тип асфальта не применяют при создании дорожек для пешеходов и велосипедов. Типы 2,3 и 4 используют для базовых и покрывных слоев. Типы 1,2 и 5 применяют при разных видах ремонта, заделки выбоин, создании выравнивающих слоев в ходе постройки туннелей и мостов.

Литой асфальт ценен своей повышенной шероховатостью. Колеса машин и велосипедов хорошо сцепляются с дорожным покрытием, это особенно важно при дождливой погоде или снегопаде.
Повышенные гидроизолирующие свойства литого асфальта позволяют его использовать непривычным способом: с его помощью устраивают покрытие кровли, полы, гидроизолируют туннели.
Чтобы получить качественное дорожное покрытие, необходимо соблюдать технологию на всех этапах изготовления продукта. В одинаковой степени важны:

Технология производства и укладки литого асфальта: материалы, условия и рецептуры

Литой асфальт свое название получил лишь потому, что его укладывают на подготовленное полотно дороги без уплотнения. Производят его по литьевой технологии, в которой используются битум в качестве вяжущего материала, песок и щебень, минеральный порошок и активные добавки поверхностного действия. Ингредиенты, входящие в состав литого асфальта, в определенных пропорциях загружаются в специальное оборудование, которое работает как смеситель. Внутри компоненты перемешиваются при температуре +220С. После чего литой асфальтобетон просто подается через специальный материалопровод по месту укладки.

Материал имеет жидкую подвижную структуру, поэтому легко и равномерно распределяется по дорожному полотну. При снижении температуры смеси она превращается в прочное покрытие. К тому же залитый битумный материал обладает высокими показателями влагостойкости, водонепроницаемости и трещиностойкости.


Смесь битума и минерального порошка среди специалистов носит название асфальтовяжущее вещество. В ней пропорции каждого компонента составляют: битум – 11%, минеральный порошок – 25%. Это стандартная рецептура.

4.Ямочный ремонт с применением литых асфальтобетонных смесей.

Отличительной особенностью литых асфальтобетонных смесей является то, что их укладывают в текучем состоянии, вследствие чего они легко заполняют выбоины и не требуют уплотнения. Мелкозернистую или песчаную литую асфальтобе­тонную смесь можно применять для ремонта при пониженной температуре воздуха (до -10 °С). Чаще всего для ремонтных работ применяют песчаную литую асфальтобетонную смесь, состоящую из природного или искусственного кварцевого песка в количестве 85 мае. %, минерального порошка — 15 % и битума — 10. 12 % от смеси. Для приготовления литой асфальтобетонной смеси при­меняют вязкий тугоплавкий битум с пенетрацией 40/60. Смесь приготавливают в смесительных установках с мешалками при­нудительного действия при температуре перемешивания 220. 240 °С. Транспортировка смеси к месту укладки осуществляется в специальных передвижных котлах или в бункерах-термосах.

Доставленную смесь при температуре 200. 220 °С выливают в подготовленную выбоину и разравнивают с помощью деревянных гладилок. Легкоподвижная смесь заполняет все неровности, бла­годаря высокой температуре разогревает дно и стенки выбоины, в результате чего достигается прочное соединение ремонтного материала со стороны покрытия.

Поскольку мелкозернистая или песчаная литая смесь создает поверхность покрытия с повышенной скользкостью, необходимо применять меры для повышения его сцепных качеств. В этих целях немедленно после распределения смеси по ней рассыпают черный щебень фракцией 3. 5 или 5. 8 мм с расходом 5. 8 кг/м 2 так, чтобы он был равномерно распределен слоем в одну ще­бенку.

После остывания смеси до температуры 80. 100°С щебень прикатывают ручным катком массой 30. 50 кг. Когда смесь осты­нет до температуры окружающего воздуха, лишний щебень, ко­торый не втопился в смесь, сметают и открывают движение транспортных средств.

Литые асфальтобетонные смеси при ямочном ремонте можно укладывать вручную или специальным асфальтоукладчиком с системой обогрева.

Достоинство этой технологии состоит в том, что исключаются операции по подгрунтовке ремонтной карты и уплотнению смеси, а также в высокой прочности ремонтного слоя и надежности швов сопряжения нового и старого материалов.

Недостатки состоят в необходимости применения специальных смесителей, передвижных катков с подогревом или термосов-бункеров, вязких тугоплавких битумов, а также повышенных требований к безопасности и охране труда при работе со смесью, имеющей очень высокую температуру.

Кроме того, литой асфальтобетон в процессе эксплуатации имеет значительно большую прочность и меньшую деформатив-ность по сравнению с обычным асфальтобетоном. Поэтому в случае, когда литым асфальтом ремонтируют покрытие из обыч­ного асфальтобетона, через несколько лет это покрытие первым начинает разрушаться вокруг заплаты из литого асфальтобетона, что объясняется разницей в физико-механических свойствах старого и нового материала. Литой асфальтобетон чаще всего применяют при ямочном ремонте городских дорог и улиц.

Одним из путей упрощения технологии работ и увеличения строительного сезона является применение в качестве ремонтно­го материала холодных асфальтобетонных смесей на полимеро-битумном вяжущем (ПБВ).

Полимеробитумное вяжущее представляет собой комплексное вяжущее, которое состоит из битума с пенетрацией 60/90 в коли­честве около 80 мае. % вяжущего, полимерной модифицирующей добавки в количестве 5. 6 мае. % и растворителя, например ди­зельного топлива, в количестве 15 мае. % вяжущего. Вяжущее готовится путем перемешивания составляющих при температуре 100. 110 °С.

Асфальтобетонную смесь на ПБВ готовят в смесителях с при­нудительным перемешиванием при температуре 50. 60 °С. Смесь состоит из мелкого щебня фракции 3. 10 мм в количестве 85 % минерального материала, отсева фракции 0. 3 мм в количестве 15 % и вяжущего в количестве 3. 4 % от общей массы минераль­ного материала. Затем смесь складируют в открытый штабель, где она может храниться до 2 лет, или загружают в мешки или бочки, в которых она может храниться несколько лет, сохраняя свои технологические свойства, в том числе подвижность, пластич­ность, отсутствие слеживаемости и высокие адгезионные харак­теристики.

Технология ремонта с применением этой смеси чрезвычайно проста: смесь из кузова автомобиля-самосвала или из бункера дорожного ремонтера вручную или при помощи рукава подают в выбоину и разравнивают, после чего открывают движение транс-портых средств, под действием которого происходит формирова­ние дорожного слоя. Весь процесс ремонта выбоины занимает 2. 4 мин, поскольку исключаются операции по разметке карты, вырубке и очистке выбоины, а также уплотнению катками. Адге­зионные свойства смеси сохраняются и при укладке ее в выбоины, заполненные водой. Работы по ремонту могут выполняться при отрицательной температуре воздуха, предел которой требует уточ­нения на месте проведения работ.

Читайте также:  Асфальтобетонное покрытие: виды, укладка, ремонт

Все это делает указанный метод ямочного ремонта весьма при­влекательным для практических целей.

Однако он обладает и рядом существенных недостатков. Пре­жде всего есть вероятность быстрого разрушения отремонтиро­ванной выбоины вследствие того, что не удаляются ее ослаблен­ные края. При выполнении работ в сырую погоду или при на­личии воды в выбоине часть влаги может попасть в микротрещины и поры старого покрытия и при понижении температуры покры­тия ниже О °С замерзнуть. При этом может быть инициирован процесс разрушения зоны сопряжения нового и старого мате­риалов.

Вторым недостатком этого метода ремонта является сохранение после ремонта неправильной внешней формы выбоины, что ухудшает эстетическое восприятие дороги.

Наличие большого числа способов ямочного ремонта дает воз­можность выбора оптимального из них исходя из конкретных условий с учетом состояния дороги, числа и размеров дефектов покрытия, наличия материалов и оборудования, сроков выпол­нения ремонта и других обстоятельств.

В любом случае необходимо стремиться к ликвидации ямоч-ности на ранней стадии ее развития. После ямочного ремонта во многих случаях целесообразно устроить поверхностную обработ­ку или уложить защитный слой, которые придадут однообразный внешний вид покрытию и предотвратят его разрушение.

Технология ремонта с применением этой смеси чрезвычайно проста: смесь из кузова автомобиля-самосвала или из бункера дорожного ремонтера вручную или при помощи рукава подают в выбоину и разравнивают, после чего открывают движение транс-портых средств, под действием которого происходит формирова­ние дорожного слоя. Весь процесс ремонта выбоины занимает 2. 4 мин, поскольку исключаются операции по разметке карты, вырубке и очистке выбоины, а также уплотнению катками. Адге­зионные свойства смеси сохраняются и при укладке ее в выбоины, заполненные водой. Работы по ремонту могут выполняться при отрицательной температуре воздуха, предел которой требует уточ­нения на месте проведения работ.

Укладка слоя износа

Еще одним способом профилактики является укладка слоя износа. Эта работа намного дороже профилактики жидкостями и более эффективна. Слой износа не только защищает покрытие от контакта с шинами, но и не снижает сцепления с колесами автомобилей, поэтому предпочтительней на скоростных трассах, спусках, подъемах и поворотах. Для слоя износа применяют литой или горячий асфальтобетон. Стоимость работ по укладке литого асфальтобетона немного выше, но он не боится воды, перепадов температур, и обеспечивает качественную гидроизоляцию бетона. Ремонт литого слоя износа очень прост и дешев.


Еще одним способом профилактики является укладка слоя износа. Эта работа намного дороже профилактики жидкостями и более эффективна. Слой износа не только защищает покрытие от контакта с шинами, но и не снижает сцепления с колесами автомобилей, поэтому предпочтительней на скоростных трассах, спусках, подъемах и поворотах. Для слоя износа применяют литой или горячий асфальтобетон. Стоимость работ по укладке литого асфальтобетона немного выше, но он не боится воды, перепадов температур, и обеспечивает качественную гидроизоляцию бетона. Ремонт литого слоя износа очень прост и дешев.

Ямочный ремонт с применением литых асфальтобетонных смесей.

Отличительной особенностью литых асфальтобетонных смесей является то, что их укладывают в текучем состоянии, вследствие чего они легко заполняют выбоины и не требуют уплотнения. Мелкозернистую или песчаную литую асфальтобе­тонную смесь можно применять для ремонта при пониженной температуре воздуха (до -10 °С). Чаще всего для ремонтных работ применяют песчаную литую асфальтобетонную смесь, состоящую из природного или искусственного кварцевого песка в количестве 85 мае. %, минерального порошка — 15 % и битума — 10. 12 % от смеси. Для приготовления литой асфальтобетонной смеси при­меняют вязкий тугоплавкий битум с пенетрацией 40/60. Смесь приготавливают в смесительных установках с мешалками при­нудительного действия при температуре перемешивания 220. 240 °С. Транспортировка смеси к месту укладки осуществляется в специальных передвижных котлах или в бункерах-термосах.

Доставленную смесь при температуре 200. 220 °С выливают в подготовленную выбоину и разравнивают с помощью деревянных гладилок. Легкоподвижная смесь заполняет все неровности, бла­годаря высокой температуре разогревает дно и стенки выбоины, в результате чего достигается прочное соединение ремонтного материала со стороны покрытия.

Поскольку мелкозернистая или песчаная литая смесь создает поверхность покрытия с повышенной скользкостью, необходимо применять меры для повышения его сцепных качеств. В этих целях немедленно после распределения смеси по ней рассыпают черный щебень фракцией 3. 5 или 5. 8 мм с расходом 5. 8 кг/м 2 так, чтобы он был равномерно распределен слоем в одну ще­бенку.

После остывания смеси до температуры 80. 100°С щебень прикатывают ручным катком массой 30. 50 кг. Когда смесь осты­нет до температуры окружающего воздуха, лишний щебень, ко­торый не втопился в смесь, сметают и открывают движение транспортных средств.

Литые асфальтобетонные смеси при ямочном ремонте можно укладывать вручную или специальным асфальтоукладчиком с системой обогрева.

Достоинство этой технологии состоит в том, что исключаются операции по подгрунтовке ремонтной карты и уплотнению смеси, а также в высокой прочности ремонтного слоя и надежности швов сопряжения нового и старого материалов.

Недостатки состоят в необходимости применения специальных смесителей, передвижных катков с подогревом или термосов-бункеров, вязких тугоплавких битумов, а также повышенных требований к безопасности и охране труда при работе со смесью, имеющей очень высокую температуру.

Кроме того, литой асфальтобетон в процессе эксплуатации имеет значительно большую прочность и меньшую деформатив-ность по сравнению с обычным асфальтобетоном. Поэтому в случае, когда литым асфальтом ремонтируют покрытие из обыч­ного асфальтобетона, через несколько лет это покрытие первым начинает разрушаться вокруг заплаты из литого асфальтобетона, что объясняется разницей в физико-механических свойствах старого и нового материала. Литой асфальтобетон чаще всего применяют при ямочном ремонте городских дорог и улиц.

Одним из путей упрощения технологии работ и увеличения строительного сезона является применение в качестве ремонтно­го материала холодных асфальтобетонных смесей на полимеро-битумном вяжущем (ПБВ).

Полимеробитумное вяжущее представляет собой комплексное вяжущее, которое состоит из битума с пенетрацией 60/90 в коли­честве около 80 мае. % вяжущего, полимерной модифицирующей добавки в количестве 5. 6 мае. % и растворителя, например ди­зельного топлива, в количестве 15 мае. % вяжущего. Вяжущее готовится путем перемешивания составляющих при температуре 100. 110 °С.

Асфальтобетонную смесь на ПБВ готовят в смесителях с при­нудительным перемешиванием при температуре 50. 60 °С. Смесь состоит из мелкого щебня фракции 3. 10 мм в количестве 85 % минерального материала, отсева фракции 0. 3 мм в количестве 15 % и вяжущего в количестве 3. 4 % от общей массы минераль­ного материала. Затем смесь складируют в открытый штабель, где она может храниться до 2 лет, или загружают в мешки или бочки, в которых она может храниться несколько лет, сохраняя свои технологические свойства, в том числе подвижность, пластич­ность, отсутствие слеживаемости и высокие адгезионные харак­теристики.

Технология ремонта с применением этой смеси чрезвычайно проста: смесь из кузова автомобиля-самосвала или из бункера дорожного ремонтера вручную или при помощи рукава подают в выбоину и разравнивают, после чего открывают движение транс-портых средств, под действием которого происходит формирова­ние дорожного слоя. Весь процесс ремонта выбоины занимает 2. 4 мин, поскольку исключаются операции по разметке карты, вырубке и очистке выбоины, а также уплотнению катками. Адге­зионные свойства смеси сохраняются и при укладке ее в выбоины, заполненные водой. Работы по ремонту могут выполняться при отрицательной температуре воздуха, предел которой требует уточ­нения на месте проведения работ.

Все это делает указанный метод ямочного ремонта весьма при­влекательным для практических целей.

Однако он обладает и рядом существенных недостатков. Пре­жде всего есть вероятность быстрого разрушения отремонтиро­ванной выбоины вследствие того, что не удаляются ее ослаблен­ные края. При выполнении работ в сырую погоду или при на­личии воды в выбоине часть влаги может попасть в микротрещины и поры старого покрытия и при понижении температуры покры­тия ниже О °С замерзнуть. При этом может быть инициирован процесс разрушения зоны сопряжения нового и старого мате­риалов.

Вторым недостатком этого метода ремонта является сохранение после ремонта неправильной внешней формы выбоины, что ухудшает эстетическое восприятие дороги.

Наличие большого числа способов ямочного ремонта дает воз­можность выбора оптимального из них исходя из конкретных условий с учетом состояния дороги, числа и размеров дефектов покрытия, наличия материалов и оборудования, сроков выпол­нения ремонта и других обстоятельств.

В любом случае необходимо стремиться к ликвидации ямоч-ности на ранней стадии ее развития. После ямочного ремонта во многих случаях целесообразно устроить поверхностную обработ­ку или уложить защитный слой, которые придадут однообразный внешний вид покрытию и предотвратят его разрушение.

Читайте также:  Геополимерный бетон: технология, применение

Асфальтобетонную смесь на ПБВ готовят в смесителях с при­нудительным перемешиванием при температуре 50. 60 °С. Смесь состоит из мелкого щебня фракции 3. 10 мм в количестве 85 % минерального материала, отсева фракции 0. 3 мм в количестве 15 % и вяжущего в количестве 3. 4 % от общей массы минераль­ного материала. Затем смесь складируют в открытый штабель, где она может храниться до 2 лет, или загружают в мешки или бочки, в которых она может храниться несколько лет, сохраняя свои технологические свойства, в том числе подвижность, пластич­ность, отсутствие слеживаемости и высокие адгезионные харак­теристики.

Полезная информация

Быстросохнущий цемент получают двумя способами, либо более тонким измельчением клинкера, либо введением специальных добавок. В первом варианте быстрое твердение получается за счет значительного увеличения удельной площади соприкосновения частиц цемента с водой и соответственного ускорения гидратации (твердения). Используя данную технологию можно получить особо быстротвердеющие цементы, допускающие демонтаж опалубки через 4 часа после заливки.

Важно! Быстротвердеющие цементы не допускают длительного хранения. В течение 1,5-2 месяцев свойства быстрого твердения сводятся нулю. Кроме того связующее этого вида не рекомендуется использовать для возведения конструкций работающих в агрессивной химической среде и для заливки массивных сооружений.

В последнем случае происходят значительные перепады температуры внутри и снаружи конструкции, способные нарушить целостность ЖБИ.

Важно! Быстротвердеющие цементы не допускают длительного хранения. В течение 1,5-2 месяцев свойства быстрого твердения сводятся нулю. Кроме того связующее этого вида не рекомендуется использовать для возведения конструкций работающих в агрессивной химической среде и для заливки массивных сооружений.

Маркировка цемента

Инструменты для приготовления цементного раствора.

Быстротвердеющий цемент обозначается индексом «Б», который указывается на упаковке после марки компонента (500 или 400) и информации о процентном содержании добавок в нем (Д). К примеру, аббревиатура ПЦ 500 Д0 Б расшифровывается следующим образом.

  1. ПЦ — портландцемент (ШПЦ — шлакопортландцемент).
  2. 500 — марка 500 (прочность испытательного образца, выдержавшего нагрузку в 500 кг/см 2 ).
  3. Д0 — в цементе нет минеральных добавок (Д20 — 20% и т.п.).
  4. Б — быстротвердеющий. Если на упаковке нанесен не индекс «Б», а «Н», то в ней содержится нормированное вещество (нормальнотвердеющее). Индекс «ВРЦ» указывает на водонепроницаемость компонента, «СС» — на сульфатостойкость и т.п.

Рисунок 1. Маркировка цемента по ГОСТу.

Быстротвердеющий цемент выпускается в 2-х марках — М400 и М500. Стоит отметить, что с введением в действие в 2004 году нового ГОСТа многие производители стали маркировать свою продукцию по-новому (рис. 1). Такое обозначение принято и у зарубежных изготовителей связующего компонента. Однако зачастую на упаковках указывается и старая маркировка. Поскольку чаще всего застройщиками приобретается цемент М400 и М500, то следует знать, что эквивалентны этим обозначениям маркировки:

  • ЦЕМ (CEM) I (II) 32,5 (I — без добавок, II — с добавками, 32,5 — класс прочности);
  • ЦЕМ (CEM) I (II) 42,5 Б (Н) ( Б — быстротвердеющий, Н — нормальнотвердеющий).

Быстротвердеющий цемент без добавок получается, когда подвергается на предприятии более тонкому измельчению. Чем мельче гранулы, тем большую площадь соприкосновения с реагентом они обеспечат, а поэтому увеличивается активность гидратации. Стоит сравнить удельную поверхность БТЦ и обычного цемента. У первого она колеблется в диапазоне 3,5-4 тысяч см 2 /г вещества, а у второго — 2,8-3 тысяч см 2 /г. Необходимо сказать, что существуют особобыстротвердеющие цементы, в которых активная площадь увеличена до 7-9 тысяч см 2 /г. Бетонные изделия из них, застывая в естественных условиях, готовы к снятию опалубки уже через 2-4 часа после заливки. В течение этого времени бетон достигает прочности 100 кг/см 2 , а на следующий день конструкция набирает 2/3 своей расчетной прочности.

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.

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.

Существует ли быстротвердеющий цемент?

Быстротвердеющий цемент — раствор, у которого состав и технология производства обеспечивают максимально ускоренную гидратацию. Благодаря этому существенно сокращается срок полного процесса затвердевания бетонного монолита. Быстрозастывающий материал используют при возведении высотных сооружений, железобетонных конструкций, когда отсутствует возможность ждать четыре недели, пока бетон наберет прочность.


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.

Ускорители твердения бетона: добавки-пластификаторы

Затвердевание бетона представляет собой достаточно длительный по времени и ответственный технологический процесс. От того, насколько успешно он будет протекать, зависят такие важные характеристики готовых изделий, как их прочность и долговечность. Для обретения всех необходимых механических параметров этому материалу требуется чуть менее тридцати суток, однако существует немало ситуаций, когда ждать столь должно нет никакой возможности. В таких случаях используются специальные добавки — ускорители твердения бетона. Суть их действия состоит в том, что они активизируют химические процессы, происходящие в растворе при наборе им прочности, причем таким образом, что качественные и эксплуатационные характеристики готовых изделий не страдают.
Такие добавки, как ускорители твердения бетона, стимулируют процессы гидратации, которые происходят в смеси. Именно благодаря этому ее затвердевание происходит быстрее, чем без их участия.

Затвердевание бетона представляет собой достаточно длительный по времени и ответственный технологический процесс. От того, насколько успешно он будет протекать, зависят такие важные характеристики готовых изделий, как их прочность и долговечность. Для обретения всех необходимых механических параметров этому материалу требуется чуть менее тридцати суток, однако существует немало ситуаций, когда ждать столь должно нет никакой возможности. В таких случаях используются специальные добавки — ускорители твердения бетона. Суть их действия состоит в том, что они активизируют химические процессы, происходящие в растворе при наборе им прочности, причем таким образом, что качественные и эксплуатационные характеристики готовых изделий не страдают.
Такие добавки, как ускорители твердения бетона, стимулируют процессы гидратации, которые происходят в смеси. Именно благодаря этому ее затвердевание происходит быстрее, чем без их участия.

Быстротвердеющий цемент

В современном мире без цемента не происходит ни одна стройка. По сравнению с обычным портландцементом, быстротвердеющий характеризуется высоким показателем индекса затвердевания и отличается гидратацией, набирая марочную прочность более быстро. Это позволяет использовать его при изготовлении некоторых видов железобетонных изделий (ЖБИ), мостовых переходов, многоэтажных зданий, не требуя этапа его пропаривания в специальных камерах. Индекс затвердевания состава обозначается буквой Б, которая указывается после процента содержания добавок, например: М500 Д20Б.

Быстротвердеющий цемент отличается от других материалов быстрым процессом застывания, который начинается уже при начальном замесе смеси после добавления воды, что позволяет ему достичь прочности, которая соответствует марочной, гораздо быстрее. Но, несмотря на преимущества, применяется он не так часто по следующим причинам:

  • Сложность производства — нужно иметь современное оборудование и высококачественное сырье;
  • Дороговизна — как следствие производственного фактора;
  • Низкая квалификация специалистов – отсутствие опыта работы с материалом и недостаток знаний о его специфике.

Чтобы добиться роста экономии энергоресурсов и снижения себестоимости продукции, для этого используют цементный клинкер с особым минералогическим составом, в частности кремнезема оксида кальция (# = 0,9…0,92). Однако процесс производства быстротвердеющих смесей имеет и свои недостатки. В частности, это более существенный износ оборудования и длительный процесс, что сказывается на объемах производства.

Быстротвердеющий цемент (БТЦ), производство и применение быстротвердеющего цемента.

Быстротвердеющий цемент (БТЦ) – цемент, отличающийся повышенной прочностью через трое суток твердения. Химический состав сырьевых материалов, применяемых для производства быстротвердеющего цемента и высокопрочного цемента (марки 500 и выше), должен быть более однородным. Помол сырьевых материалов должен быть весьма тонким.

Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из быстротвердеющего цемента, в возрасте трех суток составляет 25-28 МПа, а возрасте 28 суток – 40-50 МПа. Быстротвердеющий цемент отличается повышенным по сравнению с цементом содержанием трехкальциевого силиката С3S, количество которого должно быть не менее 50%.

Читайте также:  Тяжелый бетон: плотность, марки, свойства, состав

Для ряда строительных нужд и в частности, для заводского изготовления сборных железобетонных строительных деталей, а также для скоростного строительства необходим быстротвердеющий цемент (БТЦ), для которого характерно более интенсивное, чем для обычного цемента, нарастание прочности в начальный период твердения. В отдаленные сроки нарастание прочности замедляется и через длительный период он может при близиться по прочности к обычному цементу. Следовательно, не всякий быстротвердеющий цемент будет обязательно высокопрочным, т. е. иметь высокую марочную прочность в стандартные сроки (через 28 суток) или в более длительный период. Вместе с тем следует отметить, что цементы высоких марок обычно и в первые сроки имеют сравнительно большую абсолютную прочность.

Предел прочности при сжатии быстротвердеющего цемента при испытании в растворах жесткой консистенции через 3 суток должен быть не менее 300, а через 28 суток — 500 кг/см 2 . Предел прочности при сжатии в процессе испытания в растворах пластичной консистенции через 3 суток должен быть не менее 200, а при изгибе 35 кг/см 2 . Через 28 суток предел прочности при сжатии должен быть не менее 350 кг/см 2 .

На заводах по производству сборных железобетонных конструкций и деталей применение быстротвердеющего цемента значительно ускоряет производственный процесс и устраняет необходимость в больших складских помещениях для вызревания изделий. Использование быстротвердеющего цемента для монолитного бетона сокращает сроки распалубки и снижает также вес сооружения, так как высокая прочность получаемого при этом бетона позволяет уменьшить сечение конструкции.

Сырьевые материалы для производства быстротвердеющего и высокопрочного цемента должны быть возможно более однородными по химическому составу и содержать наименьшее количество нежелательных примесей. Большое значение имеет физическая структура сырьевых материалов. Предпочтительнее аморфная структура материалов, при которой они легче вступают в химическое взаимодействие, чем материалы кристаллической структуры.

Помол сырьевых материалов должен быть весьма тонким, а сырьевая смесь возможно более однородной с тем, чтобы пределы, колебания химического состава шлама, поступающего в печь, были незначительными. Обжиг нужно вести во вращающихся печах при несколько повышенной температуре и по возможности на беззольном топливе (газе и мазуте). В сырьевую смесь целесообразно вводить ускорители процесса клинкерообразования, например плавиковый шпат, и быстро охлаждать клинкер, выходящий из зоны спекания. Быстротвердеющий цемент отличается повышенным содержанием С3S, содержание которого должно быть не менее 50%. К быстротвердеющему цементу можно добавлять не более 10% (от веса цемента) активных минеральных добавок и не более 15% доменных гранулированных шлаков. Эти добавки связывают выделяющийся при гидролизе С3S гидрат окиси кальция, тем самым ускоряя его взаимодействие с водой. Добавка небольшого количества трепела, кроме того, способствует более равномерному нарастанию прочности без сбросов.

При обычной тонкости помола в заводских мельницах степень использования активности цемента в растворах и бетонах через 28 суток твердения составляет лишь 55-60% и даже спустя много лет в затвердевшем цементном камне можно обнаружить не прореагировавшие зерна клинкера. Для ускорения твердения цемента его нужно размалывать более тонко, по крайней мере до удельной поверхности не ниже 3500 см 2 /г, вместо обычных 2500-3000 см 2 /г. Положительное влияние более тонкого помола заключается в ускорении процессов гидратации и гидролиза зерен цемента за счет увеличения его удельной поверхности, а следовательно, и в повышении прочности в первые сроки после затворения водой. Особенно тонкий помол необходим при введении в него добавок.

Большое значение имеет гранулометрический состав цементного порошка. Повышение содержания зерен мелких фракций ускоряет процесс нарастания прочности цемента в первые сроки после затворения водой и позволяет получать быстротвердеющие цементы. Увеличение количества зерен средних фракций обеспечивает более высокую прочность в последующие сроки (через 28 суток) и, следовательно, способствует получению высокопрочных цементов.

Большую удельную поверхность цемента можно получить за счет более длительного помола в обычных трубных мельницах при соответственном понижении их производительности. Более тонкому помолу способствует предварительное дробление клинкера, водяное охлаждение корпусов цементных мельниц, оптимальная загрузка и своевременная догрузка мелющих тел и т. д. Целесообразно применять для этой цели сепараторные мельницы. В ряде случаев на заводах железобетонных изделий целесообразным может оказаться домол всего или части цемента, причем в последнем случае с последующим смешением более тонкоизмельченной части материала со всей массой цемента.

В последнее время стали выпускать особо быстротвердеющий цемент (ОБТЦ), прочность при сжатии которого через сутки составляет не менее 300, а через 3 суток — 450 кг/см 2 (при испытании в растворах жесткой консистенции). Содержание С3S в этом цементе не менее 55%. Цемент размалывают до удельной поверхности не менее 4000 см 2 /г. В порошке наряду с преобладанием зерен размером 30-50 мк должно содержаться определенное количество зерен меньше 5 мк. Оптимальный гранулометрический состав достигается в основном за счет подбора ассортимента мелющих тел, положения перегородок и аспирационного режима. В этот цемент другие добавки, кроме гипса, не вводятся. Применение ОБТЦ позволяет сократить расходы цемента и отказаться от пропаривания бетонных изделий или уменьшить его длительность.

Скорость нарастания прочности можно увеличить также путем добавки хлористого кальция, хлористого натрия, соляной кислоты, сульфата натрия или некоторых других веществ. Добавка наиболее часто применяемого хлористого кальция составляет обычно 1-2% от веса цемента, действие его сказывается главным образом впервые сроки твердения. Ускоряет процесс нарастания прочности и введение кристаллических затравок из предварительно гидратированного цемента.

Мощным средством ускорения процесса твердения изделий из цемента в заводских условиях является водотепловая (тепловлажностная) их обработка, которая осуществляется обычно в пропарочных камерах паром атмосферного давления.

Быстротвердеющие бетоны получают не только путем использования быстротвердеющего цемента. На заводах по производству железобетонных изделий применяют: жесткие бетонные смеси с малым В/Ц; сильное уплотнение бетонной смеси двух- и много частотным вибрированием, вибропрокатом, силовым прокатом, виброштампованием, вибропрессованием и т. д.; виброактивизационное воздействие на цементное тесто, растворную составляющую или бетонную смесь; электроактивацию и активацию ультразвуком.

Возможно Вас заинтересует:

Быстротвердеющий цемент (БТЦ) – цемент, отличающийся повышенной прочностью через трое суток твердения. Химический состав сырьевых материалов, применяемых для производства быстротвердеющего цемента и высокопрочного цемента (марки 500 и выше), должен быть более однородным. Помол сырьевых материалов должен быть весьма тонким.

Обзор быстросохнущих цементных смесей

Одной из главных проблем при строительстве монолитных зданий или конструкций является время затвердевания бетона. Поэтому если необходимо ускорить процесс, применяется быстротвердеющий цемент. Благодаря быстрой гидратации, которая проявляется при замешивании бетона, набор расчетной прочности изделия достигается гораздо интенсивнее, в отличие от смеси на основе простого портландцемента.

Производится на предприятии и достигает своих свойств благодаря очень тонкому помолу. Увеличение гидратации обеспечивается за счет соприкосновения большей площади гранул с реагентом. Обычный цемент обладает удельной поверхностью не более 3000 см2/г материала, а быстротвердеющий – в пределах 3,8-4 тысяч см2/г. Также существуют особобыстротвердеющие виды, у которых площадь достигает 8 000-9 000 см2/г. При их применении в бетонных конструкциях опалубочные щиты можно разбирать по истечении 3-4 часов с момента заливки.

Прочность, равная 100кг/см2, набирается в естественных условиях в первый же день, на вторые сутки она составляет 2/3 от расчетного показателя. Однако БТЦ в чистом виде дорогостоящий, поэтому для повышения характеристик изготовители добавляют минеральные компоненты. Они немного замедляют время схватывания, но его достаточно, чтобы изделие приобретало необходимую прочность в кратчайшие сроки.

Согласно ГОСТу 10178-62 прочностные свойства вещества должны равняться более 40 кг/см2, чего можно достичь при естественных условиях затвердевания. Производители выпускают два вида быстротвердеющего цемента: М400 Д20Б и М500 Д20Б, которые отвечают соответствующим требованиям и нормам.

К преимуществам БТЦ относится:

  • Возможность использования в высотных строениях и для изготовления ЖБИ без проведения этапа пропаривания.
  • Позволяет существенно ускорить процесс строительства и сэкономить до 4 недель, в отличие от простого цемента.
  • Не требует соблюдения ограничений, которые нужны при заливке монолитных конструкций обычным бетоном.
  • Кирпичная кладка осуществляется быстрее независимо от количества рядов и веса возводимой стены.


С 2004 года было введено новое обозначение, которое принято у отечественных и зарубежных производителей. Несмотря на нововведенные нормы, маркировочные данные о материале часто используются старого образца. Так как для бетонных конструкций и изделий выбирается М400 и М500, то эквивалентное им обозначение имеет такой вид:

Ссылка на основную публикацию