Цемент с саморасширяющимися свойствами

Виды цемента

Саморасширяющийся цемент в зависимости от свойств и характеристик можно поделить на несколько видов: 1. Напрягающий; 2. Водонепроницаемый и расширяющийся; 3. Расширяющийся; 4. Гипсоземистый и глиноземистый. Если говорить о первых нескольких видах, то их довольно часто используют. Растворы на основе таких смесей увеличивают прочность конструкции в несколько раз. Такие смеси редко используются в частном строительстве.

Саморасширяющийся водонепроницаемый раствор используется при смесях для гидроизоряции. Дело в том, что в процессе расширения такой раствор образует искусственный камень и остается непроницаем для влаги. При этом показатель линейного расширения может достигать 1%. Полезные свойства и характеристики начинают проявлять себя уже после затвердевания материала. Что касается последней группы, то они также обладают всеми свойствами гидроизоляции. Основу для таких смесей составляют высокоземнистые шлаки и природный гипс (чаще всего двуводный). Благодаря этому материал не только приобретает характеристику морозостойкости, но увеличивает свое линейное расширение и приобретает антикоррозийные свойства. Но при этом к таким смесям нужен особый подход в процессе использования и ухода за материалом. Например, некоторым маркам в процессе затвердевания нужна пропарка или повышенный уровень влажности. Некоторые не подходят для финишной отделки. Поэтому выбирая материал, нужно учитывать не только характеристики, но и условия, в которых вы планируете работать.

О свойствах и характеристиках

Что касается свойств, то все основные показатели утверждаются требованиями ГОСТ, а дополнительные характеристики чаще всего выбираются по европейскому стандарту. Основные технологические характеристики составляют следующий список: 1. Скорость затвердевания материала; 2. Степень расширения; 3. Показатели прочности; 4. Рабочая температура. Также есть и другие характеристики, относящиеся к условиям эксплуатации.

У саморасширяющегося цемента помимо отсутствия усадки есть ряд других полезных свойств, такие как влагостойкость, прочность, температурная устойчивость, переносимость коррозии, влаги и сульфатов. Расширение при этом проходит по всему материалу, это гарантирует равномерное распределение и почти полное отсутствие пустот. После затвердевания раствор свободно может взаимодействовать с поверхностью. В зависимости от разновидности, недостатки и достоинства меняются. Тоже самое касается характеристик: у некоторых марок они теряются при нарушении определенных условий (например, температурный режим или высокая влажность) или неправильных действий в процессе эксплуатации.

О сфере применения

В индивидуальном строительстве данный материал применяется редко и исключительно для исполнения строго определенной задачи. Эти задачи бывают разными, начиная от наружной отделки стены и заканчивая скреплением железобетонных конструкций. Также его используют при организации перекрытий в частных домах.

Саморасширяющийся раствор может соединить даже растрескавшиеся стены. Это отодвигает капитальный ремонт на долгие сроки. Также данный материал используется при наружной отделке, он влагоустойчив и легко сохраняет теплоизоляционные свойства. С помощью этого материала можно устроить баню или бассейн. В местах растрескивания смесь наносится тонким слоем.

Основные характеристики

Расширяющийся цемент не дает усадки при твердении

Саморасширяющийся цемент относится к особой группе строительных смесей, которые в процессе застывания увеличиваются в объеме.

Основой таких составов является глиноземистый, или портландцементный клинкер только тонкого помола.

А далее, в зависимости от марки присоединяют специальные добавки, чаще всего, разновидности гипса.

Реже применяются смеси гидрата окиси магния, или добавки сульфата алюминия.

Величина частиц обуславливает скорость схватывания и прочностные свойства. Чем меньше помол тем выше качество цемента.

Для чего разрабатывались такие марки? Не секрет, что практически все строительные смеси имеют определенный процент усадки. Что сказывается на качестве возводимых строений.

Для некоторых видов конструкций такое свойство имеет особое негативное влияние на дальнейшую эксплуатацию. Стремясь к тому, чтобы увеличить прочностные, водонепроницаемые качества, а также уменьшить усадку, предотвратить появление трещин, стали разрабатывать эти строительные смеси.

Всего в диапазоне от 0,2 до 2%. Для этих стройматериалов характерны высокие прочностные свойства, водонепроницаемость, пластичность, морозоустойчивость. Характеристики продукции могут меняться в зависимости от марки расширяющейся смеси. Например, глиноземистые составы твердеют быстрее, а портландцементные медленнее.

Различают два процесса расширения:

• образование множество пузырьков при процессе гашения
• процесс кристаллизации эттрингита (гидросульфоалюмината кальция)

Расширяющие свойства цемент приобретает под воздействием воды. Поэтому до момента полного схватывания, такие марки растворов необходимо поливать водой и накрывать пленкой.

Это позволяет процессу расширения произойти равномерно и сохранить заявленные свойства. Основными достоинствами таких стройматериалов являются:

• прочность
• долговечность
• высокая адгезия (процесс сцепления с другими поверхностями)
• морозоустойчивость (не теряют свои основные характеристики при резком перепаде температур)
• быстрый процесс схватывания
• устойчивость к воздействию агрессивной среды

Можно выделить три основных недостатка: минимальный срок хранения (от месяца до трех), высокая цена, узкий профиль применения. Учитывая это, стоит отметить, что не все цементные заводы выпускают саморасширяющиеся смеси. Приобретается такая продукция под заказ. Эти материалы редко используют в бытовых назначениях.

Следует ознакомиться какие варианты цемента, с расширяющимися свойствами существуют.

Преимущества

Цемент саморасширяющийся пользуется спросом за счет следующих эксплуатационных преимуществ:

1. Повышенные адгезионные свойства и равномерное расширение, способствующие плотному прилеганию раствора к основе и постепенному заполнению пустот и трещин.
2. Улучшенная устойчивость к отрицательным температурам. За счет минимального водопоглощения вяжущий компонент может выдерживать до 1500 циклов заморозки-разморозки.
3. Устойчивость к скачкам температуры.
4. Возможность реализации строительных мероприятий в холодный период.
5. Неуязвимость к негативному воздействию атмосферных или химических факторов.

Преимущества недостатки

Помимо описанных выше полезных характеристик состава, стоит также выделить дополнительные плюсы. НЦ:

• отличается пожароустойчивостью и взрывобезопасностью;
• позволяет увеличить долговечность сооружения в 3-6 раз;
• не образует токсичных соединений;
• расширяется сразу по всему объему, благодаря чему образуется минимальное количество пустот, а сам бетон равномерно распределяется по заливаемой плоскости.

Если говорить о недостатках данной смеси, то стоит отметить, что НЦ может потерять часть своих свойств при очень частых температурных нагрузках, превышающих 35 градусов. Также стоит учитывать, что саморасширяющиеся смеси часто подделывают, поэтому приобретать данный продукт рекомендуется только после предоставления продавцом сертификата на продукцию. Стоимость цемента составляет порядка 150 рублей за 20 кг НЦ 10 и около 170-300 рублей придется отдать за такую же упаковку НЦ 20.

Тонкости производства

Высокая цена – основной недостаток цемента с гидрофобными свойствами. Крепкий материал состоит из бетона, в который добавляют пластифицирующие присадки. Разберем основные способы производства.

Промышленные процессы

Для приготовления водостойкого цементного раствора используют строительный материал марок М500 или М400. Отдают предпочтение сырью с очень тонким помолом. Добавки выбирают, исходя из характеристик, которые нужно получить.

При работе с цементом обязательно учитывают погодные условия. Измельчение материала и смешивание ингредиентов проводят в закрытом помещении или на улице при сухой погоде. При влажности компоненты собираются комками, что приводит у потери связующих и гидрофобных качеств.

Сырьевой цехИсточник цемент.москва

Готовый строительный материал фасуют в бумажные мешки. Сырье с измененными характеристиками можно узнать по этикетке. У водостойкого цемента в инструкции присутствует специальная маркировка. Буква «М» с цифрами обозначает марку бетона. Литера «Д» предупреждает о наличии включений, процентное содержание которых следует за ней. 

Гидрофобные добавки

Характеристики водонепроницаемого цемента зависят от присадок. Пластифицирующие добавки улучшают подвижность готовой массы. При увеличении пластичности снижается содержание лишней влаги, в результате чего уменьшается количество пор. В состав раствора вводят от 0,1 до 3% дополнительных ингредиентов.

Кольматирующие присадки уплотняют структуру, заполняя собой полости воздушных пузырьков. Во время химической реакции между цементом, жидкостью и добавкой возникают твердые вещества, которые закупоривают внутренние поры. Полученная поверхность по строению подобна камню.

Гидрофобные присадкиИсточник naykapravdu.v.ua

Полимеры в составе сырья формируют влагоотталкивающую пленку. Плотное покрытие возникает в мельчайших частицах цемента. Средства защищают поверхность от проникновения воды и растрескивания с последующим разрушением.

Чтобы увеличить гидрофобность уже застывшего раствора, в состав добавляют соли металлов (железо хлорное, кальция нитрат). Водонепроницаемые свойства усиливают силиконы и соли щелочные. В роли универсальной пластифицирующей добавки профессионалы используют виды на основе поликарбоксилатов.

Добавка в бетонИсточник galereyakrasok.ru

Присадки в цементе увеличивают срок эксплуатации твердой поверхности, снижают количество пор и усиливают структуру. Среди популярных готовых добавок выделяют:

• «Пенетрон». Сухой вид сочетается со всеми включениями. Кроме водонепроницаемости повышает устойчивость к морозам, морской воде и щелочам.
• «Дегидрол». Жидкий гидрофобный препарат добавляют сразу в раствор.
• «Кристалл». Порошок вводят в массу по мере приготовления.
• «Пластол». Присадки ускоряют твердение и увеличивают гидрофобность.
• «Жидкое стекло». Вязкая добавка улучшает пластичность и водоотталкивающие свойства раствора. Из-за быстрой полимеризации готовят небольшими порциями.

Уплотнить структуру во влагостойком цементе помогут средства, которые после химической реакции основание закристаллизуют. Хорошо себя зарекомендовали препараты с микрокремнеземом. Сырье расширяется, заполняя свободные полости. 

Добавки гидрофобныеИсточник cemmix.ru

Как сделать самостоятельно

При создании водонепроницаемого (гидрофобного) цемента важно учитывать правильные пропорции. На 125 кг бетона берут 30 кг песка и 55 – щебня

На весь объем понадобится ведро чистой жидкости. Сухие ингредиенты соединяют, потом медленно вливают воду. При работе с бетономешалкой процедура займет не более 5 минут.

Гидрофобные добавки вводят на последнем этапе приготовления. «Дегидрола» достаточно 200 мл. Жидкую присадку можно сделать из квасцов (1,25 кг) и щелока (0,25 мл). Ингредиенты смешивают, растворяют в воде. На 10 кг цемента берут 1,25 л вещества.

Хорошо себя зарекомендовали добавки на жирной основе. На 1 кг сухого строительного материала понадобятся 250 г парафина и 600 г масла льняного. Компоненты соединяют с чистой влагой до однородной консистенции.

Как сделать водонепроницаемый бетон самому?

Марки НЦ и их свойства

Параметры НЦ определяются ГОСТ 31108-2003, согласно которому напрягающий цемент может быть трех видов, в зависимости от величины энергии самонапряжения (этот параметр указывается на маркировке в виде двузначной цифры).

• НЦ 10 – безусадочный цемент (почти не используется);
• НЦ 20 – напрягающий цемент со средними показателями линейного расширения;
• НЦ 60 – цемент, отличающийся высоким линейным расширением.

Сегодня наибольшей популярностью пользуется НЦ 20, так он обладает оптимальными характеристиками:

• Уже через сутки прочность бетона с добавлением НЦ 20 будет составлять 15 МПа (порядка 250 кг/см2), а через 28 дней этот показатель достигает 50 МПа.
• Прочность на растяжение у бетонов, изготовленных на основе НЦ 20, почти на 30% превышает показатели растворов, приготовленных с добавлением стандартного портландцемента.
• Линейное расширение раствора составляет от 0,3 до 1,5%. При этом в процессе расширения давление состава доходит до 30-40 кгс/см2, чего вполне достаточно для изготовления так называемых предварительно напряженных ЖБ конструкций, при условии одного или нескольких направлений натяжения арматуры.
• Самонапряжение составляет не меньше 2 МПа.
• Газонепроницаемость бетона на основе НЦ 20 в 40 меньше, бетона, приготовленного из ПЦ.
• Бетон с добавлением НЦ способен выдерживать давление воды до 20 атм.
• Морозостойкость саморасширяющейся смеси составляет до 1500 циклов.

Все эти свойства делают цемент этого типа крайне популярным в самых различных областях строительства.

Цемент расширяющийся технические характеристики и виды

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

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

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

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

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

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

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

При работе важно учесть, что тип расширения не линейный, поэтому, как финишный материал использовать нельзя

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

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

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

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

Недостатки

Однако кроме плюсов, цемент расширяющий может иметь и негативные качества. К ним относят:

1. Дороговизну продукции в сравнении с вариантами для бытового и общестроительного применения.
2. Небольшой срок хранения. Он варьируется от 1 до 3 месяцев в герметичном пакете.
3. Ограниченный объем производства. Чтобы получить крупную партию, необходимо сделать персональный заказ.
4. Высокая вероятность покупки низкокачественных аналогов и подделок.
5. Ряд сложностей при укладке. Поскольку главные свойства расширяющихся растворов проявляются в результате затвердевания под воздействием жидкости, в течение первых нескольких дней бетонные конструкции нужно обрабатывать водой и укрывать полиэтиленом.

Самостоятельное изготовление

В качестве добавки к составу бетонной смеси используется такое вещество, как дегидрол «люкс» марки 10-2 под названием «Жидкий гидроизолирующий гиперконцентрат». С использованием такой добавки изготовление бетона с гидротехническими свойствами возможно выполнить своими руками с применением обычного вида бетономешалки.

• среднее значение дозировки состава соответствует соотношению 4 л на 1 м3 бетона. Значит, в бетоносмесителе с объемом 100 л (где-то от 200 до 240 кг) вам будет нужно всего 0,4 литра дегидрола;
• вот примерные пропорции: цемент в количестве 50 кг, песок – 60 кг, щебень – 110 кг, дегидрол – 0,4 л, вода – около 20 л;
• для достижения нужной консистенции и пластичности в бетономешалку сначала заливается вода, после дегидрол, а уже потом постепенно добавляются в нужных пропорциях остальные составляющие. По прошествии 5 минут процесса перемешивания бетонная смесь будет готова для использования.

Не забудьте о важных нюансах. Например, количество водной составляющей не может превышать количество цемента больше чем на 40 %. Значит, при использовании одного мешка цемента с весом в 50 кг вода составит не более 20 л.

Еще один важный момент – не допускается использование для приготовления бетонной смеси глины либо глинистого песка. И еще, количество используемого цемента в расчете на 1 м3 не может быть меньше, чем 350 кг.

Гидрофобные цементы

Обычный цемент – является самым слабым звеном в смеси, которая должна выдерживать повышенную влажность. Именно цемент разрушается сам и постепенно ослабляет конструкцию, когда на строение происходит постоянное воздействие воды.

Главное требование к таким цементам – повышенные гидроизоляционные свойства.

Можно либо тратиться на гидроизоляцию всех конструктивных и важных узлов при строительстве, а можно изначально использовать цемент улучшенной формулы. Экономически такой способ укрепления конструкции будет дешевле, чем постоянная борьба с водой при эксплуатации здания и значительное вложение денег при строительстве.

Производится он в двух разновидностях:

• Водонепроницаемый. Такой цемент обладает меньшей пористостью, что не дает воде проникать внутрь. Он отлично противостоит мокрому воздуху и снегу, не пропускает влагу в верхние слои бетонной конструкции. Неплохо справляется с напором воды, так же не пропуская влагу даже под высоким давлением.
• Водостойкий. Этот материал отталкивает воду. Он не пропускает ее внутрь, но она может просто скатываться по нему. Этот цемент не способен выдержать напор воды.

Водонепроницаемый

Гидравлическое вещество вяжущего характера – это водонепроницаемый цемент.

В его составе:

1. Тонкого помола глиноземистый цемент высокого качества.
2. Гипс.
3. Гидроалюминат кальция.

Такие же составляющие и у цемента водостойкого. Целесообразно его применение при строительстве объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Он отлично подходит для железобетонных конструкций, так как замедляет коррозийные проявления металла. Учитывая эту особенность материала, он заслуживает наивысшей оценки в 5 баллов.

Водонепроницаемый цемент в составе кладочной смеси

Для частного строительства нет особой необходимости в разделении гидрофобного цемента на влагостойкий и водонепроницаемый. А вот для профессионального возведения различных объектов разница, хоть и в мелочах, но все же существует.

Водостойкий (влагостойкий)

Для качества цемента главным является показатель гидроизоляции. Цемент с низкой влагостойкостью применим для внутренних работ. И абсолютно недопустимо его использование для наружных. Тогда как водостойкий (влагостойкий) цемент должен быть использован во всех растворах для наружных работ.

Влагостойкий цемент имеет в своем составе добавки, которые отвечают за его сопротивляемость к водной среде и, может быть, к морозам. В его состав входят те же компоненты, что и для водонепроницаемого цемента с единственной незначительной разницей в дозировке.

Расширяющийся раствор

Современный рынок стройматериалов непрерывно развивается, предлагая потребителям все новые и новые продукты широкой функциональности. Наиболее интересным по свойствам и эксплуатационным характеристикам является уникальный раствор, называемый в среде строителей и ремонтников расширяющимся цементом. Используемый в ремонтно-восстановительных работах для заполнения пустот, поврежденных участков, в бетонных конструкциях, кирпичной кладке и цементных слоях.

Расширяющийся раствор – особенный вид цемента, который при добавлении определенных компонентов увеличивается в объеме. Возведение монолитных железобетонных конструкций, строительство подземных сооружений – это далеко неполный перечень задач, с которыми легко справляется данный состав. Несмотря на высокую цену, он оптимален в качестве восстановительного материала, применение которого значительно снижает затраты на другие средства.

Универсальность этого средства делает его идеальным материалом для любого капитального или косметического ремонта, гидро и термоизоляции.

Что входит в состав и как работает?

В основу материала входят глиноземистые материалы с расширяющими компонентами: сульфаты алюминия и хлористого кальция, гидросульфолюмипат кальция, гидрат окиси магния и другие элементы, обеспечивающие прочностные характеристики раствора.

Механизм действия материала выглядит следующим образом: сложные химические соединения под воздействием влаги вступают в реакцию распада, за счет чего раствор увеличивается в объеме. Так, порошок превращается в строительный материал, способный:

• качественно заполнить трещины разной величины;
• использоваться в качестве финишной штукатурки, повышающей адгезию;
• выдерживать атмосферным изменения и химическое воздействие.

Главное преимущество расширяющегося раствора заключается том, что он засыхает, не давая усадки. Именно такое свойство обеспечивает возможность нанесения слоя толщиной до 10 см, который схватится и высохнет в течение суток. Особенность материала – постепенное внутреннее расширение, которое продолжается довольно долго, приводя к увеличению прочности состава. Высохший слой становится устойчив ко значительным температурным перепадам, обеспечивает отличное сцепление и способен выдерживать значительные весовые нагрузки.

При большом количестве плюсов саморасширяющийся раствор имеет минусы в виде высокой стоимости, засилья подделок на современном рынке стройматериалов и узком профиле использования материала.

Где применяется?

• склеивание железобетонных элементов;
• заполнение микро и макротрещин;
• изготовление наружной штукатурки для стен.

Обладая отличными свойствами сцепления поверхностей, расширяющийся цементный состав моментально впитывается в материал основы, заполняя поры конструкции изнутри.

При работе с материалом не требуются особенные навыки. В качестве катализатора используется обычная вода, а сама смесь, затвердевает в течение суток. Сфера применения такого материала в основном распространяется на промышленные объекты: водохранилища (дамбы, плотины, бассейны, колодцы) и водонапорные элементы, а также стяжки полов, фундаменты, цоколи и подвалы, где работа обычными материалами невозможна из-за повышенной влажности.

Обладая высоким гидроизоляционным коэффициентом, расширяющийся состав используется для возведения монолитных сооружений.

Приготовление смеси

Расширяющийся раствор Quellmörtel Extra разводится водой из расчета 25 кг порошка на 4 литра воды, перемешивается для однородной пластичной консистенции и наносится на подготовленное основание. Срок «жизни» смеси составляет 30 минут, поэтому работать следует оперативно, ведь на 45 минуту раствор начинает отвердевать, после чего любые манипуляции бесполезны. Рабочая температура в помещении должна быть не меньше +5 и не больше +30 градусов, а основание должно быть не мокрым, а слегка увлажненным.