Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент


Расширяющийся цемент, производство и применение расширяющегося цемента.

Расширяющийся цемент – продукт, получаемый тщательным смешиванием глиноземистого цемента или цемента и расширяющиеся добавки. Отличительное свойство расширяющихся цементов – способность к расширению в процессе схватывания и твердения. Расширение цементного камня основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция.

Расширяющиеся цементы изготовляют несколько видов: гипсоглиноземистый водонепроницаемый расширяющийся цемент – на основе глиноземистого цемента, расширяющийся цемент, напрягающий цемент – на основе цемента.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052-74) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). По прочности гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, как и обычно глиноземистый, делится на марки 400 и 500.

Прочность гипсоглиноземистого цемента увеличивается в основном в течении первых трех суток твердения, в последующем прочность цемента повышается незначительно.

Морозостойкость растовра на гипсоглиноземистом цементе состава 1:2 (цемент: песок) составляет около 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания в пресной воде.

Коррозионная стойкость этого цемента в растворах сульфатов очень высокая, а в растворах хлористых солей ниже, чем глиноземистого цемента.

Применяют расширяющийся гипсоглиноземистый цемент для изготовления безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов и бетонов, гидроизоляционных штукатурок, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций, их омоноличивания и усиления.

Расширяющимся цементом  называется продукт, получаемый тщательным смешением глиноземистого цемента или цемента и расширяющейся добавки.

При твердении обычных цементов в условиях недостаточной влажности наблюдаются усадочные деформации вследствие высыхания и уплотнения коллоидальных продуктов гидратации цементов. Величина усадочных деформаций зависит от состава цемента. В ряде случаев, когда усадочные деформации недопустимы, необходимо применять безусадочный болтов, устройства торкретных и других гидроизоляционных покрытий на трубах и подземных сооружениях, для получения плотных стыков в сборных бетонных и железобетонных конструкциях, для заделки трещин, для омоноличивания и усиления конструкций и не которых других строительных нужд.

Все расширяющиеся цементы являются смешанными и состоят из основного вяжущею вещества и расширяющейся добавки, в которую в свою очередь могут входит несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющейся добавки или в результате взаимодействия их с частью основного вяжущего происходит расширение, которое на определенной стадии заканчивается или приостанавливается вследствие твердения основного вяжущее. Полученная расширенная структура при этом стабилизируется.

Известны несколько видов расширяющихся цементов: на основе глиноземистого цемента - водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый; на основе цемента - расширяющийся цемент, напрягающий цемент и т. д.  

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), предложенный В. В. Михайловым,- быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола или тщательного смешения тонкоизмельченных глиноземистого цемента и расширяющейся добавки, состоящей из высокоосновных (четырехкальциевых) гидроалюминатов кальция и полуводного гипса. Дозировка компонентов расширяющегося цемента примерно следующая: 70% глиноземистого цемента, 10% высокоосновных гидроалюминатов и 20% строительного гипса (высокопрочного или обычного).

Высокоосновные гидроалюминаты кальция получают следующим образом: глиноземистый цемент и известь-пушонку в пропорции 1: 1 по весу затворяют 30% воды по весу и после 48-часового выдерживания варят, перемешивая, при температуре 120-150°C в течение 5-6 ч. Полученный материал сушат, измельчают в шаровой мельнице, после чего в той же мельнице его смешивают - с обычным или высокопрочным строительным гипсом и глиноземистым цементом.

Расширение этого цемента основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция. Происходит оно в начальной стадии твердения, когда масса еще может деформироваться. Протекающее при этом твердение основного компонента - глиноземистого цемента ста6илизирует (приостанавливает) через определенный период (1-2 суток) увеличение объема расширяющейся добавки.

В процессе твердения расширяющегося цемента образуется более плотный цементный камень, значительно менее водопроницаемый, чем при твердении, обычного цемента. Таким образом, расширяющиеся цементы являются одновременно и водонепроницаемыми.

Согласно СНиП водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ должен быть размолот так, чтобы остаток на сите  №008 не превышал 25%, начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец не позднее 10 мин. Для замедления схватывания расширяющегося цемента добавляют виннокаменную и уксусную кислоту, буру и сульфитно-спиртовую барду.

Предел прочности при сжатии куJ6иков размером 2х2х2 см из цементного теста 1:0 через 12 ч ,не менее 75; через 3 суток не менее 300 и через 28 суток не менее 500 кг/см2.

Величина относительного линейного расширения твердеющих образцов из цементного теста нормальной густоты в возрасте одних суток при погружении в воду через час после затворения должна находиться в пределах 0,3-1%, а при хранении на воздухе в течение одних суток должна составлять не менее 0,05%, а в течение 28 суток не менее 0,02%. Через сутки твердения образцы должны быть полностью водонепроницаемы при гидростатическом давлении до 6 атм.

По В. В. Михайлову, возможно изготовление и водонепроницаемого безусадочного цемента ВБЦ, в состав которого входят примерно 85% глиноземистого цемента;  10% гипса и 5% извести. Согласно СНиП остаток на сите №008 для этого цемента должен 6ыть не более 15%, начало схватывания должно наступать не ранее 1 мин, а конец не позднее 5 мин. Предел прочности при сжатии кубиков размером 2х2х2 см из цементного теста через 2 ч должен быть не менее 50; через 6 ч 125; через 3 суток 250 и через 28 суток 300 кг/см2. Величина относительного линейного расширения цемента ВБЦ при погружении в воду должна через 1 сутки находиться в пределах 0,01-0,1 %.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, предложенный И. В. Кравченко, является быстротвердеющим гидравлическим вяжущим, получаемым совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). В этом случае образование гидросульфоалюмината кальция протекает в результате взаимодействия с сульфатом кальция низкоосновных гидроалюминатов кальция, образующихся при гидратации глиноземистого цемента. При твердении гипсоглиноземистого расширяющегося цемента на воздухе необходимо увлажнять изготовленные из него растворы и бетоны в течение первых трех дней после затворения водой.

Согласно СНиП начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч после затворения, остаток на сите № 008 - не более 10%. Марки гипсоглиноземистого цемента: 300, 400 и 500 (предел ,прочности при сжатии через 3 суток образцов жесткой консистенции из раствора 1:3). Через сутки прочность составляет соответственно 250, 350 и 450. Величина относительного линейною расширения твердеющих образцов цементного теста из гипсоглиноземистого цемента должна составлять не менее 0,15 и 0,1 % соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15 % через сутки при погружении в воду (через 1 ч после конца схватывания), а также не менее 0,3% и не более 1% через 28 суток такого же водного режима твердения. Водонепроницаемый расширяющийся цемент и гипсоглиноземистый расширяющийся цемент не рекомендуется применять для производства строительных работ при температуре ниже 0 С без обогрева, а также при эксплуатации конструкций в условиях температуры выше +80 С.

Французский ученый Лосье предложил получать расширяющийся, а также безусадочный цемент из трех компонентов:

1) цемента, составляющего основу этого цемента;

2) сульфоалюминатного цемента, являющегося расширяющейся добавкой;

3) стабилизатора в виде шлака, вступающего в реакцию через определенный период твердения и приостанавливающего расширение цемента путем поглощения одного из компонентов расширяющейся добавки - сульфата кальция. Сульфоалюминатный цемент состоит из алюминатов кальция, сульфата кальция и небольшого количества двухкальциевого силиката и ферритов кальция. Он получается путем обжига при 1200-1300°С смеси, состоящей из 50% гипса, 25% железистого боксита и 25% мела, и последующего помола полученного клинкера. Причиной расширения цемента Лосье является образование трехсульфатной формы гидросульфоалюмината.

П. П. Будниковым, Т. Г. Скрамтаевым и И. В. Кравченко предложен гипсо-шлакоглиноземистый расширяющийся цемент, состоящий из 45% глиноземистого цемента, 25% основного гранулированного доменного шлака и 30% двуводного гипса.

Расширяющийся цемент (РЦ), предложенный И. В. Кравченко, является гидравлическим вяжущим веществом, быстро твердеющим при пропаривании. Получают его путем совместного помола портландцементного клинкера (60-65%), высокоглиноземистых Хшлаков (5-7%), двуводного гипса (7-10%) и гидравлической добавки (20-25%).

Расширение РЦ основано на образовании гидросульфоалюмината кальция. В первый период твердения обычного цемента образуется такое количество гидросульфоалюмината кальция, которое не может обеспечить его расширение. Добавка высокоглиноземистых шлаков (глиноземистого цемента) и гипса способствует увеличению количества возникающего гидросульфоалюмината. Гидравлическая добавка понижает концентрацию СаО в жидкой фазе, обеспечивая более быстрое растворение алюминатов кальция и образование гидросульфоалюмината путем кристаллизации из раствора в первый период твердения.

Гидросульфоалюминат кальция образуется с большей скоростью при 60-80 С, поэтому пропаривание при этих температурах значительно ускоряет твердение РЦ.

Используемый в производстве РЦ цементный клинкер должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и не менее 45% С3S. Высокоглиноземистые шлаки (глиноземистый цемент) могут быть заменен бокситом.

Начало схватывания РЦ не ранее 30 мин, а конец не позднее 12 ч. Марки - 400, 500 и 600 (при испытании на прочность при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции). Величина относительного линейного расширения образцов из цементного теста должна составлять не менее 0,15 и 0,1% соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15% через 1 сутки водного твердения; через 28 суток хранения в воде она должна составлять 0,3-1%. Образцы из бетонной смеси, должны обнаруживать полную водонепроницаемость при рабочем давлении 1 атм.

Напрягающий цемент (НЦ), предложенный В. В. Михайловым и его сотрудниками, представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения смеси, состоящей из 65% цемента, 20% шлака глиноземистого цемента и 15% гипса. Он предназначен для железобетонных конструкций, арматура которых должна быть напряжена в нескольких направлениях (двухосное и трехосное напряженное армирование). Такое напряжение арматуры механическим путем связано с большими затруднениями.

Расширяющиеся цементы увеличиваются в объеме лишь в начальный период твердения, когда прочность бетона еще недостаточна, чтобы «увлечь» арматуру и сообщить ей предварительное напряжение. При твердении НЦ сначала возникает низкосульфатная форма гидросульфоалюмината (3СаО*Аl2О3*CaSO4*12Н2О), которая затем переходит в высокосульфатную (3СаО*Аl2О3*3CaSO4*31Н2О). Этот переход вызывает значительное расширение цемента, достигающее 3%. При этом сильно уплотняются поры бетона, он расширяется и натягивает строительную арматуру. После образования высокосульфатного гидросульфоалюмината дальнейшего расширения не происходит и при правильной рецептуре недопустимых вредных напряжений не возникает.

Процесс расширения НЦ ускоряется при пропаривании в течение 5-6 ч. При этом расширение заканчивается в течение нескольких суток после пропаривания.

Начало схватывания НЦ 2-5 мин, а конец 4-7 мин. Замедляют схватывание добавки сульфитно-спиртовой барды и виннокаменной кислоты. Предел прочности при сжатии через 1 ,сутки 200-300 кг/см2.

Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных железобетонных труб и некоторых других тонкостенных железобетонных изделий.

www.voscem.ru

Для каких работ лучше брать цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 11052-74

Универсальный цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 11052-74 предназначен для приготовления водонепроницаемых растворов с безусадочными характеристиками, благодаря способности твердеть при любом погоде и в любых условиях. Начало затворения наступает примерно через 10 минут, а конец — не позднее 4 часов от начала схватывания. 

В случаях необходимости замедлить сроки схватывания разрешается использовать специальные добавки, не ухудшающие его свойств. Их количество не должно превышать 1% от цементной массы, Во влажной среде или воде бетон на его основе практически не дает усадки, а на воздухе — усадка в 1,5-2 раза меньше, чем у глиноземистого цемента. Поэтому он широко используется:

  • для строительства и ремонта метро, чтобы обеспечить водонепроницаемость тоннелей, заделать раковины в бетоне, усилить старые конструкции;
  • предприятиями коммунального хозяйства для гидроизоляции очистных сооружений, бассейнов, душевых;
  • компаниями для устройства резервуаров под различные жидкости, зачеканки стыков линий водопровода.​

Шесть преимуществ гипсоглиноземистого расширяющегося цемента ГОСТ 11052-74 

  • прочность;
  • стабильность;
  • долговечность;
  • морозоустойчивость;
  • сульфатостойкость;
  • водонепроницаемость при давлении водной толщи 10 атм.

Уникальный цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 11052-74 состоит из 70% доменных шлаков из глинозема и 30% частиц измельченного природного гипса. Несмотря на массу достоинств, у него есть недостатки.

Два минуса гипсоглиноземистого расширяющегося цемента ГОСТ 11052-74 

  • не рационально использовать при температуре более 1000°С;
  • степень огнестойкости ниже глиноземистого цемента.

Для приготовления бетона или раствора рекомендуется использовать 1 часть цемента и 2 части наполнителя. Сухие компоненты следует тщательно перемешать перед добавлением воды температурой 18-20 °C. После затворения раствора обязательно в течение суток рекомендуется увлажнять растворную смесь.

Быстросхватывающийся цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГОСТ 11052-74 следует использовать в течение 6 месяцев после изготовления. Хранить его надо в помещении, изолированном от проникновения влаги при +5°C и выше.

zfundament.ru

Виды саморасширяющихся цементов

Особенностью саморасширяющегося цемента является его свойство расти в объеме на 0,2-2% при нормальных условиях эксплуатации в процессе твердения при прочности 30-50 МН/м2. Увеличение в объёме (расширение) у большинства таких цементов является результатом химического процесса, когда в состав входят гидратирующие вяжущие компоненты высокоосновных гидросульфоалюминатов кальция. Если добавить в раствор большое количество воды, появятся химические связи между молекулами жидкости, что значительно повысит объём твердых компонентов на выходе (приблизительно в 2,5, иногда 1,5 раза).

Самое большое распространение среди строителей приобрели напрягающий и расширяющиеся водонепроницаемые цементы, а также гипсоглинозёмистый расширяющийся портландцемент. Их объединяет увеличение в объеме и быстрое отвердение, даже при повышенной влажности. Это позволяет применять составы при постройке гидротехнических сооружений, для создания надёжной гидроизоляции, декоративных и плавательных бассейнов, при производстве напорных железобетонных труб, для укладки пола в промышленных и гражданских зданиях, для заделки стыков сборных конструкций.

Разновидности и свойства

Расширяющиеся цементы выпускаются нескольких видов при строгом соблюдении требований, регламентируемых ГОСТ 11052-74:

Гипсоглиноземистый (ГГРЦ)

В состав цемента входит измельченный двухводный гипс и высокоглиноземистые шлаки. Схватывание начинается через 20 минут, окончание происходит не позднее, чем через 4 часа. Полное время затвердевания занимает 70-85 часов. Сфера применения расширяющегося гипсоглиноземистого цемента: приготовление гидроизоляционных штукатурок и безусадочных бетонов.

Водонепроницаемый (ВРЦ)

Его получают путем смешения полуводного гипса, глиноземистого цемента и гидроалюминатов кальция. Для него характерны быстрые сроки схватывания: 4 — 10 минут. Возможно замедление процесса путем добавления ингибиторов (уксусной кислоты, буры, сульфитно-спиртовой барды). С применением такого цемента проводятся работы по восстановлению конструкций из бетона и железобетона, гидроизоляции стволов шахт, туннелей.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ-20 М500)

Он представляет собой смесь портландцементного клинкера, двуводного гипса, высокоглиноземистых шлаков и гидравлической добавки. Быстро твердеет при пропаривании. Начало схватывания 30 минут, окончание не позднее 12 часов. Полностью затвердевает цемент через 65-80 часов, в условиях парилки на это уходит 30-35 часов. Применяется при создании гидротехнических сооружений, резервуаров для жидкостей.

Напрягающий цемент (НЦ)

Основные компоненты: портландцемент, глиноземистый цемент и гипс. Он изготавливается специально для восстановления железобетонных конструкций. Особенность заключается в том, что первоначально происходит его твердение, а затем расширение. Последовательность этих процессов создает необходимое для железобетона напряжение. Период схватывания: 30 минут — 4 часа. Окончательное затвердевание происходит через 70 часов. Его используют при производстве трубопроводов, для создания различных емкостей для жидкостей, при строительстве спортивных сооружений.

Преимущества:

  • Высокая адгезия. Может применяться для заделки макро- и микротрещин, обработки швов. Постепенное расширение материала обеспечивает равномерное заполнение полости и плотное прилегание смеси к поверхностям. Это позволяет использовать его для гидроизоляции.
  • Отсутствует усадка при затвердевании.
  • Устойчивость к температурным колебаниям. Материал сохраняет свои технические характеристики и эластичные свойства даже при низких температурах, что позволяет применять его в холодное время года.

Недостатки

Основной недостаток — это его высокая цена. К отрицательным качествам можно отнести потерю свойств при температуре выше 35 °C в условиях высокой влажности.

Сфера применения

Материал находит широкое применение во многих областях промышленного и гражданского строительства:

  • Используется для ремонта железобетонных конструкций, гидротехнических сооружений, реконструкции построек. Материал обеспечивает равномерное и плотное заполнение полостей микро- и макротрещин, повышая прочностные характеристики строения.
  • Необходим для изготовления сборных и монолитных емкостей различного назначения: наземные, подземные, подводные водонапорные конструкции, бассейны, очистные сооружения, резервуары для воды, канализационные насосные станции.
  • Используется для создания влагонепроницаемой штукатурки. Позволяет сохранить высокие прочностные и теплоизоляционные свойства пористых материалов, таких как ракушечник, газо- и пенобетонные блоки.
  • Требуется для строительства и ремонта подземных сооружений, коммуникационных тоннелей (метро, шахты, переходы). С его помощью проводятся восстановительные работы в затопленных и сырых помещениях.
  • В дорожном строительстве применяется для создания покрытий дорог, аэродромов, мостов.
  • Используется в качестве основы для изготовления сухих строительных смесей, безусадочных бетонов.
  • Его применяют для склейки железобетона, которая требуется при возведении многоэтажных зданий. Согласно требованиям при строительстве необходимо обеспечить монолитное соединение плит со стенами. Для этого подходит такой вид цемента, который защитит конструкцию от разрушения и продлит срок ее эксплуатации.
  • Требуется для обустройства спортивных сооружений: беговых дорожек, трибун, стадионов, хоккейных полей, катков с искусственным льдом.
  • Незаменим для выполнения экстренных ремонтных работ и возведения конструкций в воде или при низких температурах.

В индивидуальном малоэтажном строительстве и в быту используется достаточно редко вследствие высокой стоимости. Он подходит для восстановления стен строений, обеспечивая экономный расход цемента. Может применяться для настила в подвалах, сараях, для формирования дорожек, обустройства подземного гаража, дачи, бани.

Стоимость

На строительном рынке такие виды цемента представлены в широком ассортименте. Цена зависит от производителя, имеет значение объем заказанной партии. Покупка оптом обойдется дешевле, к тому же многие компании предоставляют услугу бесплатной доставки. Так, при заказе 5 т, стоимость мешка цемента будет выше, чем при покупке партии в 10 т. В таблице, приведенной ниже, отражены примерные розничные цены на основные виды расширяющихся цементов.

Наименование Фасовка, кг Цена, рубли
Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся ГГРЦ 50 1 200
1 300
от 500
Глиноземистый ГЦ-40 1 100
1 100
500
Глиноземистый ГЦ-60 1 200
от 550
1 100
Напрягающий НЦ-20 20 225
290
240

hardstones.ru

Расширяющийся цемент для сложных ситуаций

Это своего рода монтажная пена, но несколько другого назначения. В промышленности принято называть саморасширяющийся цемент вяжущим. К тому же, отмечается, что расширение происходит в умеренных пределах и оказывает исключительно положительное воздействие на конструкцию, в которой применяется данный вид строительного материала.

Расширение цементной смеси может происходить под воздействием внутренних процессов следующего плана:

      1. путем образования в процессе гашения множества пузырьков внутри смеси, влияющих впоследствии на ее объем;
      2. путем образования внутри кристаллических решеток вещества химического эттрингита.

Это две наиболее часто применяющиеся технологии при изготовлении данного связующего материала.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся широко применяется при строительстве. Его изготавливают при смешивании двух основных компонентов. Основой для данного материала служит глиноземистый цемент, в который на производстве добавляется необходимое количество гипса.

Благодаря смешиванию двух вышеописанных составляющих, получают смесь, способную расширяться при затвердевании, и успешно используют ее в строительных нуждах. Отличительной чертой данного вида цемента по праву считается способность сохранять объем, а также не давать определенный процент усадки после окончательного высыхания используемой смеси.

Расширяющий цемент весьма успешно применяется при необходимости возведения зданий в чрезвычайно влажных местах. Этой смесью выполняются работы по выравниванию возведенной кирпичной или бетонной коробки, при этом ей придаются водоотталкивающие и энергосберегающие свойства, вследствие капитального устранения трещин и полостей за счет расширения высыхающей массы, использующейся в работе.

Принимая во внимание ГОСТ, цемент гипсоглиноземистый расширяющийся возможно использовать в условиях низких температур. За счет чего можно быть полностью уверенным в непревзойденных заявленных качествах, имеющихся у этого материала.

К числу неоспоримых преимуществ, заставляющих остановить свой выбор именно на данном виде цемента, причисляют его способность не терять своих свойств в процессе частой и резкой смены температур окружающего воздуха. Благодаря этому его широко используют в период зимнего возведения как жилых, так и промышленных зданий.

Структура материала позволяет не терять эластичных качеств, можно не останавливать работу в мороз ниже 25 градусов Цельсия. Но не стоит забывать и о небольших минусах. К отрицательным, если можно так сказать, качествам относится потеря свойств при высокой влажности в купе с температурой воздуха, превышающей отметку в 35 градусов Цельсия.

Это необходимо учитывать, если нужно отделывать заведомо сырые помещения в летний период. Лучше всего перенести работы на данном участке на более прохладное время года, и тогда ничто не помешает обработать поверхности рассматриваемой смесью.

Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся, технические характеристики которого приведены выше, является популярным строительным материалом железобетонной промышленности. И используется как в промышленных масштабах, так и для частного строительства, и отделки помещений, нуждающихся в укреплении и приобретении водоотталкивающих свойств.

ogodom.ru


Смотрите также