Что такое напрягающий цемент

Цемент нц (напрягающий) и его использование в строительных работах

Что это такое

НЦ расшифровывается, как напрягающий цемент. Его выделяют на фоне аналогичных составов (в частности, портландцемента), что обусловлено отличными эксплуатационными характеристиками. Так, материал с обозначением НЦ отличается стойкостью к воздействию влаги, наивысшим показателем прочности. Он лишен всех недостатков, которые присущи цементу, подверженному усадке.

В наибольшем количестве имеется первый из компонентов. Благодаря такому составу обеспечивается прочность. Для повышения скорости застывания добавляется известь.

Классический (усадочный) цемент подвергается усадке — 2 мм/м. Такой материал набирает прочность в течение 3 недель, а часто — дольше указанного периода. Из-за его свойств в процессе застывания образуются трещины, что приводит к сокращению срока службы конструкции.

Напрягающий цемент, наоборот, уже через несколько дней набирает достаточную прочность — 300 кг/см². Это обусловлено линейным расширением сырой смеси. Высокая скорость застывания и повышение прочности материала обусловлены сочетанием основных компонентов безусадочного (напрягающего) цемента.

Во время работы с такими смесями нужно выполнять все манипуляции быстро, т. к. материал начинает набирать прочность почти сразу после окончания заливки. Длительность периода схватывания изменяется в зависимости от содержания в составе основных компонентов.

Часто материал начинает затвердевать через несколько минут после приготовления, что не позволяет устранить все дефекты при формировании цементного слоя.

Виды саморасширяющегося цемента и свойства

Это продукт, получаемый путем тщательного перемешивания цемента с определенными минеральными добавками. При разведении происходят химические реакции. Раствор либо кристаллизуется, либо образуется множество мелких пузырьков.

Благодаря этому на этапе затвердения смесь увеличивается в объеме. Есть марки продуктов с рекордным временем застывания – от восьми минут. Подобные характеристики саморасширяющегося цемента делают его идеальным материалом для восстановления стен, работы с железобетонными конструкциями, постройки подвалов, шахт и др. Удобство этого материала в том, что расширение смеси позволяет заполнить мельчайшие трещины, неровности, сколы и подобные дефекты.

На сегодняшний день насчитывается около пяти основных типов данных продуктов. Каждый из них в зависимости от состава имеет свои свойства и свою область применения:

Водонепроницаемый. Какова область применения саморасширяющегося цемента? Чаще всего он используется для гидроизоляции. В отличие от остальных видов у него самая маленькая расширяемость, поэтому такой состав используют в качестве внешней и внутренней штукатурки. Особенности состава позволяют достичь очень высокой скорости схватывания, а благодаря линейному расширению высохшая поверхность будет идеально гладкой. Окончательное затвердевание раствора зависит от окружающей температуры. Чем она выше, тем быстрее можно перейти к следующей стадии (примерно через 18-25 часов). Расширяющийся гипсоглиноземистый. Он идентичен по свойствам водонепроницаемому цементу, но особенность состава сделала этот вид более прочным. Такой цемент практически не используется в обычноых, бытовых целях, поскольку его ценовой сегмент гораздо выше, чем у предыдущего вида. Затвердевание подобной смеси также в разы дольше, что может доставить неудобства (примерно 70-85 часов до полного затвердевания). РПЦ (он же расширяющийся портландцемент). Благодаря сложному составу этот вид один из самых прочных. Этот цемент используют для создания монолитных железобетонных конструкций. Расширение такой смеси происходит только при воздействии пара

Важно иметь в виду, что тип расширения этого продукта не линейный, и для финишного покрытия такой цемент использовать нельзя. Твердеет смесь через 60-80 часов без воздействия пара и около 35 ч – при парилке

Напрягающий цемент в быту не используется в принципе

Время, за которое успевает застыть цемент, а также то, какими техническими характеристиками он будет обладать, зависит главным образом от пропорций основных составляющих материала. Чтобы данные пункты были закреплены и прописаны, появился документ ГОСТ 31108-2003. Он регламентирует пропорции компонентов, что помогает избежать проблем и недоразумений в течение всех строительных работ.

ГОСТ 31108-2003 делит саморасширяющиеся составы на 3 вида:

Использование НЦ 20 помогает добиться высокого уровня прочности бетона. Показатели расширения и прочность на растяжение выше, чем у растворов на основе обычного портландцемента. Давление воды, выдерживаемое бетоном с добавлением НЦ 20, может достигать 20 атмосфер, морозостойкость – до 1500 циклов.

Все перечисленные характеристики делают данный вид напрягающего цемента особенно востребованным в различных типах строительных работ.

Особые качества состава

Образуется пленка стойкая к трению, царапанию, к механическим воздействиям.

Ответ на вопрос почему продукт остается востребованным будет понятен, если рассмотрены качества состава НЦ-132, присущие нитроэмали:

Высокая устойчивость на поверхности пленки к воздействию воды, средств бытовой химии, к частым влажным уборкам с моющими средствами

Состав используется в помещениях с повышенной влажностью. Важное преимущество продукта НЦ-132 – окрашенная поверхность не пострадает от шлифовки и полировки. Напротив, декоративный слой приобретает усиленный блеск. Эмаль относится к экономным материалам, расход низкий. Она легкая в работе. Защитно-декоративное покрытие с большим сроком службы, с высокой скоростью высыхания. Покрытие обладает антикоррозийными свойствами. Долгое время сохраняется яркость цвета слоя эмали под действием прямых солнечных лучей.

Она легкая в работе. Защитно-декоративное покрытие с большим сроком службы, с высокой скоростью высыхания. Покрытие обладает антикоррозийными свойствами. Долгое время сохраняется яркость цвета слоя эмали под действием прямых солнечных лучей.

Напрягающий цемент

Так как напрягающий цемент — расширяющееся вяжущее, он, увеличиваясь в объеме, обеспечивает сцепление с арматурой (примерно 8-15 МПа). В результате, за счет того, что арматура получает напряжение расширения, а бетон — напряжение сжатия — конструкция становится самонапряженной. При этом арматура растягивается независимо от направления, что позволяет создавать двухосное и даже объемное самонапряжение конструкции.

Напрягающие цементы применяются при сооружениях подземных емкостных сооружений, строительстве подвалов, подземных гаражей, сооружении бесшовных эксплуатируемых кровель, полов общественных и производственных зданий, гаражей, в местах, где необходимо наличие трещиностойких, водонепроницаемых стыков, при заделке швов всех видов, при ремонте и усилении конструкций, восстановлении их водонепроницаемости. Бетоны на основе напрягающих цементов практически водонепроницаемы (W 12-20), что позволяет использовать их при строительстве подвалов, кровель, бассейнов даже без дополнительной гидроизоляции. Газопроницаемость напрягающего бетона примерно в 40 раз меньше чем у тяжелого бетона с обычным портландцементом.

Напрягающие цементы производят как в условиях цементного завода, так и на стройплощадке. В условиях заводского изготовления напрягающих цементов тщательное перемешивание ингредиентов бетонной смеси происходит ещё в процессе помола исходных компонентов, что обеспечивает их равномерное распределение в массе раствора. Поэтому напрягающий бетон заводского изготовления обладает более стабильными свойствами. На стройплощадке напрягающие цементы получают путем смешивания обычного портландцемента и расширяющей добавки, непосредственно при изготовлении бетонного раствора. При этом расход цемента уменьшается на количество вносимой добавки.

В зависимости от внесенных добавок бетоны на основе напрягающих цементов можно разделить на две условные группы: бетоны с компенсирующей усадкой и напрягающие бетоны. Состав бетонов с компенсирующей усадкой подбирается по традиционной методике с учетом прочности и необходимой пластичности. Для достижения в бетоне равной прочности напрягающих цементов требуется примерно на 10% меньше обычного портландцемента. Состав напрягающего бетона подбирают с учетом необходимой величины самонапряжения.

В связи со специфическими свойствами напрягающих цементов бетоны и растворы на основе этого материала должны находиться в первые сроки твердения (7-11) суток во влажной среде. При применении напрягающих цементов существенно повышается такой важный показатель качества железобетонной конструкции как прочность в процессе эксплуатации. У бетонов на основе напрягающих цементов этот показатель обычно составляет 40-70 МПа, причем рост прочности интенсивно нарастает даже после 28 суток с момента заливки. Конструкции на основе напрягающих бетонов имеют повышенную на 20-30% прочность на растяжение в сочетании с самонапряжением, Это придает конструкциям повышенную трещиностойкость.

За счет самоуплотнения структуры бетонного камня и существенного уменьшения количества открытых пор бетоны на основе напрягающих цементов обладают повышенной морозостойкостью, а за счет плотной мелкозернистой структуры и сульфатостойкостью. Эти бетоны обладают высоким коэффициентом сцепления со старым бетоном. Это позволяет эффективно применять их при ремонтно-восстановительных работах и усилении конструкций. Все это позволяет без высоких дополнительных затрат обеспечивать повышенные эксплуатационные свойства сооружений.

Расширяющиеся и напрягающие бетоны

Сравнительные характеристика вяжущих

Бетоны напрягающие — это смеси на основе напрягающих цементов, способные в начальной фазе твердения увеличиваться в объеме и растягивать находящуюся в непосредственном контакте арматуру, которая в результате таких процессов получает эффект самонапряжения (обжатия).

Свойства

Свойства конструкций с расширяющими добавками

В практике существуют два основных вида расширяющихся материалов:

Основные характеристики напрягающих бетонов (ГОСТ 32803-2014):

Применение

Предварительно напряженные конструкции

Отмеченные свойства данного материала позволяют его эффективное применение как в монолитных, так и в сборных железобетонных конструкциях:

Материалы

Расширяющийся бетон производится на основе напрягающего и безусадочного цемента с использованием крупных и мелких заполнителей природного происхождения.

Применение расширяющихся бетонов для ремонта конструкций аналогично применению обычного бетонного или цементного раствора, с некоторыми особенностями.

Напрягающий цемент НЦ 10

Лучший представитель расширяюших вяжущих цементов — цемент НЦ 10

представляет из себя быстротвердеющий, расширяющийся цемент сульфоалюминатного твердения.

Отличие данного цемента от обычного заключается в том, что в процессе твердения цемента он увеличивается в объеме, что в значительной мере нейтрализует влияние усадки, а благодаря его плотной мелкозернистой структуре с замкнутыми порами смеси и бетоны на основе цемента НЦ 10

обладают повышенной гидро и коррозостойкостью, в том числе в сульфатных средах.

Данный напрягающий цемент НЦ-10 применяется:

■ в строительстве плавательных бассейнов, очистных сооружений, тоннелей метрополитенов, безрулонных кровельных покрытий; ■ при реконструкции и ремонте затапливаемых или сырых помещений; ■ при строительстве дорожных, аэродромных покрытий, автодорожных мостов, эксплуатируемой кровли, полов промышленных зданий, в том числе предприятий пищевой промышленности; ■ для изготовления напорных и безнапорных труб; ■ при выполнении ремонтных работ, реконструкции, усиления конструкций, восстановлении водонепроницаемости; ■ при выполнении трещиностойких водонепроницаемых стыков, швов всех видов; ■ при изготовлении массивных сборных и монолитных изделий, конструкций, включая многопустотные плиты перекрытия, конструкций с предварительно напрягаемой арматурой.

Расширяющий цемент — лучший представитель расширяющихся вяжущих строительных смесей. Бетоны и растворы на основе данного цемента обладают повышенной прочностью на сжатие и растяжение, самонапряжением и практически полной водонепроницаемостью, повышенной морозостойкостью (до 1500 циклов) и коррозионной стойкостью, низкой газопроницаемостью (в 40 раз меньше, чем портландцемент), повышенной стойкостью к агрессивным воздействиям, высокой адгезией со старым бетоном. Цемент не образует токсичных соединений в воздушной среде, не требуют дополнительной гидроизоляции.

Обращаем ваше внимание, что напрягающий цемент требует особого ухода: после затворения первые 5-7 дней необходимо увлажнение поверхности минимум 1 раз в сутки, также необходимо в период ухода накрывать поверхность полиэтиленовой пленкой, либо другими материалами, исключающими быструю отдачу влаги. Напрягаемый бетон на напрягающем цементе оказывает давление на препятствия, ограничивающие его расширение

Усилие, развиваемое раствором или гидробетоном при ограничении его расширения представляет собой усилие самонапряжения

Напрягаемый бетон на напрягающем цементе оказывает давление на препятствия, ограничивающие его расширение. Усилие, развиваемое раствором или гидробетоном при ограничении его расширения представляет собой усилие самонапряжения.

представляет из себя безусадочный цемент. В процессе расширения напрягающий цемент создает в арматуре железобетонных конструкций предварительное напряжение. В каждом напрягаемом элементе железобетонной конструкции происходит упругое расширение цементного камня напрягаемого гидробетона из-за сопротивления, которое оказывает арматура. Величина такого расширения составляет около 0,5%. При этом напрягаемая арматура может испытывать многоосное напряжение.

максимально эффективен для приготовления гидроизолирующих смесей, напрягаемых гидробетонов и пескобетонов для сооружения подземных, подводных сооружений, резервуаров, трубопроводов; целесообразно также использовать напрягающие цементы НЦ при дорожных работах, на аэродромах, для преднапряжения крупногабаритных сооружений, в напрягаемых стыках элементов конструкций, стыков конструкций под давлением жидкости и газа. Гидроцемент НЦ может быть эффективен также для ремонта и усиления конструкций. Напрягающие цементы обеспечивают газонепроницаемость гидробетона и стойкость к химически агрессивным средам.

Официальной классификации цементов не существует. В самых общих чертах можно выделить несколько групп составов, в основу критериев которых берутся разнообразные параметры.

Так, в зависимости от назначения состава выделяют общестроительный и специальные составы. Если за основу берется состав, то можно обозначить варианты с мин. добавками и чистый цемент.

Если классифицировать цемент в зависимости от скорости застывания, то наиболее распространены следующие варианты:

Также выделяют напряженный, огнеупорный, саморасширяющийся цементы и многие другие.

Остановимся на наиболее популярных видах:

Виды и маркировка

В зависимости от состава и свойств выделяют следующие разновидности:

Основные характеристики и свойства

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

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

Достоинства материала

Если рассмотреть достоинства и недостатки напрягающего цемента, то станет ясно, что положительных свойств у растворов, изготовленных на его основе, гораздо больше. В первую очередь этот материал ценится за отсутствие процесса усадки, благодаря чему повышается прочность изготовленных из него конструкций. Кроме этого, к достоинствам напрягающего цемента можно отнести:

Способность выдерживать большое давление и водонепроницаемость также являются существенными достоинствами подобных растворов. Эти качества позволяют применять бетон из напрягающего цемента для обустройства гидроизоляции, при этом никаких дополнительных материалов использовать не приходится.

Области использования

Применение таких цементов экономически целесообразно при:

1. Строительстве, ремонте и реконструкции гидротехнических сооружений.

2. Необходимости повышения прочностных и влагоотталкивающих характеристик постройки.

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

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

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

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

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

8. Приготовлении безусадочных бетонов.

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

10. Проведении аварийных и экстренных работ.

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

При работе с этим материалом важно обеспечить правильные условия нанесения, следует помнить, что его положительные свойства проявляются исключительно при застывании во влажной среде. Поризация и эффект расширения наблюдаются при малейшем контакте с водой, из-за ускоренных сроков схватывания приготовленный раствор расходуется незамедлительно, все поверхности подготавливаются заранее

К важным нюансам относят строгий контроль за долей вводимой воды, нарушение требований производителей недопустимо. При соблюдении всех правил смесь застывает без трещин, образуя гладкое и полностью непроницаемое для воды покрытие.

Источник

Расширяющиеся цементы: описание,фото

Портландцемент и материалы на его основе при твердении на воздухе обнаруживают усадку. Так, тесто на портландцементе при В/Ц = 0,45 имеет усадку на воздухе около 2,5 мм/м, а раствор на том же цементе «1 мм/м. Из-за этого при бетонировании протяженных конструкций, например, покрытий полов, на них появляются трещины. В то же время растрескивание бетона абсолютно недопустимо, напри­мер, для конструкций, работающих под давлением воды, таких, как трубы, резервуары и т. п. Для этих целей применяют специальные расширяющиеся и безусадочные цементы (рис, 8.5).

Расширяющиеся цементы даже при твердении на воздухе имеют небольшое увеличение в объеме при твердении. Безусадочные цементы — это расширяющиеся цементы, у которых расширение только ком­пенсирует усадку. Поэтому такие цементы как бы сами уплотняют себя, делая бетон водонепроницаемым. А в случае, если расширяющиеся • Цементы используются в железобетонных конструкциях, эффект рас-

ширения вяжущего может вы­зывать натяжение арматуры и сжатие самого бетона, что до­полнительно защитит бетон от образования трещин (подроб­нее см. § 13.1). Такие цементы называют напрягающими.

Эффект расширения вяжу­щего может быть достигнут раз­личными методами. Например, путем образования газовых пу­зырьков в твердеющем тесте вя­жущего или с помощью реак­ции гашения добавляемого в цемент СаО при переходе в Са(ОН)₂ (см. § 8.6). Эти методы применяют при решении раз­личных задач. Например, метод гашения СаО используют при

добыче крупных каменных блоков с помощью так называемого «тихого взрыва».

Для строительных целей в основном используют цементы, в которых расширение достигается с помощью образования эттрингита — гидросульфоалюмината кальция ЗСаО А1₂О₃ • 3CaSO₄ (31 — 32) Н₂О. Образование эттрингита возможно при взаимодействии алюми­натов и сульфатов кальция в водной среде; оно было рассмотрено при описании сульфатной коррозии портландцементного камня (см. § 8.8).

Как видно из формулы, в состав эттрингита входит большое количество воды. Именно это обстоятельство обеспечивает эффект расширения: исходные твердые продукты, взаимодействуя друг с дру­гом и гидратируясь (т. е присоединяя воду), увеличиваются в объеме в 2…2,5 раза.

В твердеющем материале на расширяющемся цементе протекают два процесса — расширение, обусловленное процессом кристаллизации эттрингита с увеличением объема новообразований и ростом внутрен­них растягивающих напряжений, и препятствующий расширению процесс — рост прочности самого цементного камня.

Если образование эттрингита будет протекать раньше, чем у це­ментного камня появится хотя бы небольшая прочность, то эттрингит будет сжимать податливую гелеобразную массу и заметного расшире­ния не произойдет.

Если эттрингит будет образовываться в то время, когда цементный камень набрал достаточно высокую прочность, то напряжения, обус-

иювленные ростом кристаллов эттрингита в ограниченном объеме, шогут вызвать падение прочности и даже разрушение цементного ‘камня, как это имеет место при сульфатной коррозии (см. § 8.8).

Таким образом, главная задача при разработке составов расширя­ющихся и безусадочных вяжущих — правильный выбор не только количества образующегося эттрингита, но и момента его образования относительно процесса формирования структуры цементного камня. Дчя различных видов расширяющихся цементов период наиболее интенсивного и безопасного расширения цементного камня составляет от 12 ч до 3…7 сут в зависимости от свойств основного структурооб­разующего вяжущего.

Основными вяжущими в расширяющихся цементах могут быть:

• алюминатные цементы (глиноземистый и др.);

• силикатные цементы (портландцемент и др.);

• сама расширяющаяся система (эттрингит).

Ниже приведены главнейшие виды расширяющихся и безусадоч­ных цементов.

I На основе портландцемента получают: 1 расширяющийся портландцемент (РПЦ), получаемый совместным ромолом клинкера портландцемента (60…65 %), высокоглиноземистьгх ■доменных шлаков (5..7 %), двуводного гипса (7…10 %) и активных (минеральных добавок. Сроки схватывания и прочностные характери­стики соответствуют портландцементу (марки 400,500 и 600). Линейное расширение на воздухе через 28 сут — не менее 0,1 %;

напрягающий цемент (НЦ), разработанный В.В. Михайловым, по­лучают совместным помолом клинкера портландцемента (65…75 %), двуводного гипса (6… 10%) и высокоглиноземистого компонента (13…20 %). Сроки схватывания: начало — не ранее 30 мин, конец — не позднее 4 ч. Прочность через 1 сут — не менее 15 МПа; через 28 сут — не менее 50 МПа.

В случае изготовления железобетонной конструкции на напрягаю­щем цементе энергия расширения вяжущего частично идет на создание растягивающих напряжений в арматуре. Реакция арматуры вызывает в бетоне сжимающие напряжения. Таким образом, получаются само­напряженные железобетонные конструкции высокой плотности и тре-щиностойкости. Такой метод самонапряжения используется при бетонировании емкостей для хранения газов и жидкостей, устройстве гидроизоляционных слоев. Например, при бетонировании чаши ста­диона в Лужниках, которая одновременно является и крышей для помещений внизу, и полом, на котором находятся скамьи для зрителей, для обеспечения водонепроницаемости использовалась смесь на осно-1 ве напрягающего цемента. I На основе алюминатных вяжущих производят:

водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), получаемый со-‘вместным помолом глиноземистого цемента (70%), гипса (20%) и высокоосновного гидроалюмината кальция (10 %). РЦ — быстросхва-тывающееся (минуты) и быстротвердеющее вяжущее (Д^ через 6ч-не менее 7,5 МПа; через 3 сут — не ниже 30 МПа). Расширение на воздухе через 1 сут — не менее 0,05 %, через 28 сут — не менее 0,02 %,

гипсоглиноземистый цемент (разработан И.В. Кравченко) получают совместным помолом высокоглиноземистых шлаков (70 %) и двувод-ного гипса (30 %). Этот цемент схватывается в течение 2…4 ч и быстро твердеет; Л_сж через 3 сут — 40…50 МПа. Расширение через 28 сут при твердении на воздухе —- не менее 0,1 %.

В последнее время в роли безусадочных и расширяющихся вяжущих стали использовать гипсоалюминатные системы, основным и часто единственным продуктом твердения которых является эттрингит. Бе­тоны и растворы на таких вяжущих быстро твердеют, достигая проч­ности 30…50 МПа через 1…3 сут в воздушно-сухих условиях. Прототипом таких смесей является гипсоглиноземистый цемент И.В. Кравченко.

Для обеспечения образования эттрингита в смесях с безусадоч­ными и расширяющимися цементами должна присутствовать вода в продолжение всего времени твердения. Эттрингит при нагреве выше 80… 100° С начинает отдавать кристаллизационную воду, что сопровождается снижением прочности. Эти обстоятельства необ­ходимо учитывать при использовании расширяющихся цементов.

Перспективная область применения бетонов и растворов на рас­ширяющихся и безусадочных вяжущих — бесшовные тонкослойные стяжки или лицевые покрытия полов большой площади. С помощью полимерных модификаторов таким смесям придают свойство самовы­равнивания, а эффект безусадочное™ гарантирует трещиностойкость. Быстрое твердение и защитные полимерные добавки обеспечивают необходимое количество воды для протекания полной гидратации без какого-либо специального ухода.

Гипсоглиноземистый расширяющийсяцемент получают, измельчая совместно высокоглиноземистый клинкер (сплав) 70% и природный гипс (30%). Сроки схватывания цемента удобны для строительных работ: начало должно быть не ранее 20 мин., конец — не позднее 4 ч. Прочность стандартных растворных образцов после трех суток твердения составляет не менее 28 МПа. Расширение проявляется только при твердении в воде; набухание через трое суток твердения находится в пределах 0,1-0,7%.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) получают совместным помолом портландцементного клинкера (60-65%), высокоглиноземистого доменного шлака или глиноземистого клинкера (5-7%), двуводного гипса (7-10%) и активной минеральной добавки – диатомита или трепела (20-25%). Введение последних ускоряет образование гидросульфоалюмината кальция до схватывания цементного теста и обеспечивает расширение твердеющей системы в пластическом состоянии без возникновения опасных внутренних напряжений.

Отличительные особенности:

1. РПЦ отличается более быстрым нарастанием прочности, чем ПЦ, особенно при кратковременном пропаривании, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня — до 1,2 МПа и более;

2. РПЦ расширяется при твердении в воде и на воздухе при постоянном увлажнении в первые трое суток. Расширение в суточном возрасте составляет 0,2 … 1,0%.

Выпускают три вида расширяющихся цементов:

· водонепроницаемый расширяющийся цемент;

· гипсоглиноземистый расширяющийся цемент;

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) — быстросхватывающий и быстротвердеющий цемент, изготовленный совместным помолом глиноземистого цемента 70-76%, гипса – 20-22% и высокоосновного гидроалюмината кальция. Является гидравлическим вяжущим; сроки схватывания: начало схватывания не ранее 4 мин., окончание — не позднее 12 мин. Приобретает марочную прочность 500 через 28 суток, но уже через 6 ч. твердения набирает прочность не менее 7,5 МПа. Отличается высокой плотностью, водонепроницаемостью, пониженной морозостойкостью и может применяться только при положительных температурах для зачеканки и гидроизоляции тюбингов, раструбных соединений, создания гидроизоляционных покрытий, заделки трещин и стыков в железобетонных конструкциях и т.д.

ПЦ и его разновидности имеют существенный недостаток – они медленно схватываются и медленно твердеют. Гипсовые вяжущие, наоборот, быстро схватываются и быстро твердеют, но обладают низкой водостойкостью. В 60-е годы профессором А.В. Волженским было предложено смешанное вяжущее, обладающее достоинствами гипса и цемента – быстрым ростом прочности, характерным для полуводного гипса, и способностью твердеть во влажных условиях подобно гидравлическим цементам – гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ).

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) – продукт тщательного смешивания гипсового вяжущего – полуводного гипса (50-75%), портландцемента или шлакопортландцемента (15-25%) и активной минеральной добавки – трепел, диатомит, опоку (10-25%). Введение активной минеральной добавки обязательно. При твердении смеси гипса с цементом (без добавки) образуется камень, который может постепенно разрушиться вследствие образования гидросульфоалюмината кальция («цементной бациллы») со значительным увеличением объема. При введении добавки, вяжущее твердеет нормально, т.к. условий для образования «цементной бациллы» не создается.

ГЦПВ характеризуется повышенной водостойкостью, быстрым твердением (начало схватывания наступает не ранее 4 мин, конец — не позднее 20 мин). Марки вяжущего по пределу прочности при сжатии (кгс/см 2 ): 100 и 150. За первые 2-3 ч твердения вяжущее набирает до 40% марочной прочности, что позволяет изготавливать изделия при укороченной тепловлажностной обработке или без нее. Для удлинения сроков схватывания применяются добавки-замедлители. По сульфатостойкости равноценно сульфатостойкому портландцементу. Растворы на ГЦПВ имеют прочность при сжатии 20 МПа, морозостойкость F25…F50, коэффициент водостойкости – 0,6-0,8. Для повышения морозо- и водостойкости в ГЦПВ вводят полимерные добавки (синтетические латексы), которые замедляют схватывание и улучшают условия твердения вяжущего, уменьшая испарение влаги.

Применение – для устройства оснований полов, санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков, стеновых панелей, получения растворов и бетонов с прочностью при сжатии 15-30 МПа в зависимости от марки гипсового вяжущего; в смеси с полимерными добавками – для отделки фасадов.

Напрягающий цемент (НЦ) состоит из 65-75% портландцемента, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса. При определенных условиях твердения в процессе расширения этот цемент создает в арматуре предварительное напряжение, независимо от расположения арматуры в железобетонной конструкции. Таким образом, химическая энергия вяжущего вещества используется для получения предварительно напряженных конструкций без применения механического или термического способов.

Расширение НЦ в свободном состоянии составляет 3…4%, в ограниченном – 0,25…0,75%. Этот цемент характеризуется быстрым схватыванием и быстрым твердением: начало схватывания наступает не ранее чем через 30 мин, а окончание — не позднее чем через 4 ч после затвердения. Прочность НЦ при сжатии через 1 сутки не менее 15 МПа, через 28 суток твердения – 50 МПа.

Применени – для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, спортивных объектов, так как конструкции на НЦ отличаются повышенной трещиностойкостью. Портландцементы с добавками поверхностно-активных веществ. К этой группе цементов относят портландцемент с минеральными добавками, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками и сульфатостойкий шлакопортландцемент.

Активные минеральные добавки – вещества, которые в тонкоизмельченном состоянии при смешивании с воздушной известью придают ей гидравличность: известковое тесто после затвердевания на воздухе способно набирать прочность в воде. Эти добавки (гидравлические или пуццолановые) содержат кремнезем Si0 2 в аморфной (химически активной) форме, способного связывать гидроксид кальция в извести или при гидратации портландцементного клинкера в практически нерастворимые гидросиликаты кальция. В результате ПЦ приобретает специальные свойства, возрастает его сопротивление коррозии. Кроме того, введение минеральных добавок взамен части клинкера значительно (до 20%) снижает себестоимость цемента за счет сокращения расхода топлива и электроэнергии.

Источник