Seo-friends.ru

Большая стройка
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Начало схватывания быстротвердеющего цемента

Гидратация цемента

Гидратация цемента — химическая реакция цемента с водой с образованием кристаллогидратов. [2] В процессе гидратации жидкий или пластичный цементный клей превращается в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, вторая — упрочнением, или твердением. [3]

Содержание

  • 1 Химические реакции
  • 2 Изменения физических свойств
  • 3 Примечания
  • 4 Литература
  • 5 Ссылки

Химические реакции [ править | править код ]

Безводные минералы клинкера при реакции с водой превращаются в гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты кальция. Все реакции являются экзотермическими, то есть протекают с выделением теплоты. На скорость гидратации влияют: степень помола цемента и его минеральный состав, количество воды, которой замешивается цемент, температура, введение добавок. [5] Степень гидратации зависит от водоцементного соотношения, и достигает своего максимального значения только через 1—5 лет. [6] [

1] Степень гидратации определяется различными способами: по количеству Ca(OH)2, по тепловыделению, по удельному весу цементного теста, по количеству химически связанной воды, по количеству негидратированного цемента, [

2] либо косвенно по показателям прочности цементного камня. [7] Продукты гидратации различаются по прочности. Основными носителями прочности являются гидросиликаты кальция. [6] В процессе гидратации клинкеров C3S и C2S помимо гидросиликатов кальция образуется гашёная известь Ca(OH)2, сохраняющаяся в цементном камне и препятствующая коррозии стали внутри цементного камня. [8]

Уравнения реакций для четырёх основных клинкерных минералов выглядят следующим образом [9] :

Для трёхкальциевого силиката 3 CaO ⋅ SiO 2 >>> (сокращённо C 3 S >>> ):

<3CaO.2SiO2.3H2O>+ <3Ca(OH)2>+ 502>>>»> 2 ( 3 CaO ⋅ SiO 2 ) + 6 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 3 H 2 O + 3 Ca ( OH ) 2 + 502 + 6H2O -> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ <3Ca(OH)2>+ 502>>> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ <3Ca(OH)2>+ 502>>>»/> Дж/г

Для двукальциевого силиката 2 CaO ⋅ SiO 2 >>> (сокращённо C 2 S >>> ):

<3CaO.2SiO2.3H2O>+ + 260>>>»> 2 ( 2 CaO ⋅ SiO 2 ) + 4 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ 2 SiO 2 ⋅ 3 H 2 O + Ca ( OH ) 2 + 260 + 4H2O -> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ + 260>>> <3CaO.2SiO2.3H2O>+ + 260>>>»/> Дж/г

Для трехкальциевого алюмината 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 >>> (сокращённо C 3 A >>> ):

<3CaO.Al2O3.6H2O>+ 867>>>»> 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 + 6 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ 6 H 2 O + 867 + 6H2O -> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ 867>>> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ 867>>>»/> Дж/г

Для четырёхкальциевого алюмоферрита 4 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ Fe 2 O 3 >>> (сокращённо C 4 AF >>> ):

<3CaO.Al2O3.6H2O>+ <3CaO.Fe2O3.6H2O>+ 419>>>»> 4 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ Fe 2 O 3 + 2 Ca ( OH ) 2 + 10 H 2 O ⟶ 3 CaO ⋅ Al 2 O 3 ⋅ 6 H 2 O + 3 CaO ⋅ Fe 2 O 3 ⋅ 6 H 2 O + 419 + <2Ca(OH)2>+ 10H2O -> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ <3CaO.Fe2O3.6H2O>+ 419>>> <3CaO.Al2O3.6H2O>+ <3CaO.Fe2O3.6H2O>+ 419>>>»/> Дж/г

Изменения физических свойств [ править | править код ]

При смешивании цемента и воды цементные частицы окружаются водой, которая составляет 50—70 объёмных процентов смеси. В результате химической реакции гидратации начинается образование иглообразных кристаллов. Спустя 6 часов образуется достаточное количество кристаллов и между цементными частицами формируются пространственные связи. Так происходит загустевание (схватывание) цементной смеси. [3] Процесс схватывания, вероятно, обеспечивается избирательной гидратацией клинкерных минералов C3A и C3S, а также развитием оболочек вокруг цементных зёрен и взаимной коагуляцией составных частей цементного теста. [11] Через 8—10 часов объём цементной смеси заполняет скелет иглообразных кристаллов, образованный преимущественно продуктами гидратации алюминатов C3A, поэтому такая структура называется алюминатной. С этого момента начинается застывание и набор прочности, которые связаны с формированием силикатной структуры, образующейся в процессе гидратации клинкерных минералов C3S и C2S. Результатом реакции силикатов и воды становятся очень малые кристаллы, объединяющиеся в гомогенную тонкопористую структуру, которая и определяет итоговую прочность цементного камня. Примерно через сутки силикатная структура начинает вытеснять алюминатную, а спустя 28 суток — полностью вытесняет её. [5] На практике формирование рыхлой алюминатной структуры из гидросиликата кальция в процессе схватывания отрицательно влияет на прочностные характеристики цементного камня. Поэтому в цементный клинкер вводится гипс, количество которого ограничивается допустимой концентрацией ангидрида серной кислоты SO3 в цементе по весу. [

3] Гипсовая добавка замедляет образование гидроалюмината кальция и каркас гидратированного цементного теста формируется за счёт гидросиликата кальция. [11]

Гидратация цемента в период схватывания характеризуется выделением теплоты: в начале схватывания происходит быстрый подъём температуры, а в конце схватывания наблюдается температурный максимум. Скорость схватывания находится в зависимости от температуры окружающей среды. При низких температурах схватывание замедляется. При повышении температуры скорость схватывания увеличивается, однако при значениях температуры выше 30 °C может наблюдаться обратный эффект. [11]

Для полной гидратации цементного зерна необходимо количество воды, составляющее 40 % от его массы. При этом из указанного количества воды 60 % (или 25 % от массы цемента) будут химически связаны с цементом, а 40 % (или 15 % от массы цемента) останутся в порах геля. [12] Средняя величина удельного веса продуктов гидратации в насыщенном водой состоянии составляет 2,16. [13] Та часть воды (25 % от массы цемента), которая вступает в химическую реакцию с цементом, претерпевает объёмную контракцию (сжатие) в процессе реакции, составляющую примерно 25 % от её объёма. В итоге образующийся цементный камень частично уменьшается в объёме. Этот процесс называется усадкой, а величина уменьшения объёма — объёмом усадки. [12]

При полной гидратации цементного клея объём пор будет составлять примерно 28 [15] —30 [12] % от объёма образующейся структуры геля. При этом величина пористости геля в основном не зависит от водоцементного отношения смеси и степени гидратации, а является характерным показателем для марки цемента. [16] Размер гелевых пор составляет примерно 1,5—2 [15] (1—3 [17] ) нм в диаметре. [

4] Часть общего объёма цементного теста, которая не заполнена продуктами гидратации, образует взаимосвязанную систему капиллярных пор, беспорядочно распределённых по всему цементному камню. Капиллярная пористость цементного камня находится в прямой зависимости от водоцементного отношения смеси и в обратной зависимости от степени гидратации. Чем больше величина водоцементного отношения, тем больше капиллярных пор. В то же время по мере роста степени гидратации цемента будет уменьшаться объём капиллярных пор. Размер капиллярных пор составляет примерно 1,27 мкм. [19]

Структурно продукты гидратаци представляет собой гель, а сам процесс гидратации классифицируется как гелеобразование. [5] В процессе гидратации значительно увеличивается площадь поверхности твёрдой фазы цементного геля, что влечёт за собой повышение адсорбции свободной воды. При этом сохраняется расход воды в реакциях гидратации. Следствием этих двух процессов становится самовысушивание — явление уменьшения относительной влажности в цементном тесте. Самовысушивание снижает степень гидратации, поэтому для нормального протекания процессов твердения цементного теста необходимо поддерживать уровень влажности, как одно из условий нормального набора прочности. Процесс самовысушивания также компенсируется избытком воды при затворении цементной смеси (при значениях водоцементного отношения 0,5 и более). [20]

Быстротвердеющий цемент (БТЦ)

При работе с крупными бетонными конструкциями и наличии необходимости выполнить задачу в короткие сроки потребуется быстротвердеющий цемент. Его состав и особенности изготовления позволяют достичь установленной прочности намного быстрее.

Основные свойства

В зависимости от типа цемента, различается его прочность на сжатие, жаростойкость, устойчивость к растрескиванию, плотность и другие параметры. По основным показателям состав мало отличается от смеси, твердеющей в обычном режиме.

Состав и метод изготовления

Основными марками цемента при производстве смеси выступают М200, М300, М400 и М500. В них добавляют присадки, чтобы ускорить процесс застывания. При изготовлении раствора, используют заполнитель мелкой фракции, хорошо очищенный песок и воду.

Секрет производства быстросхватывающегося цемента – в более мелком помоле его компонентов. Уменьшение размеров гранул, составляющих смесь, приводит к тому, что площадь взаимодействия с реагентом становится больше. Гидратация существенно ускоряется.

Читать еще:  Как убрать пыль с цементного пола

На производстве может использоваться несколько методов, позволяющих ускорить схватывание конечной смеси:

  • Домол до нужного состояния с применением специальной техники. В процессе иногда могут применяться специальные гипсовые присадки.
  • Использование модификаторов. Химические вещества, вводимые в материал, ускоряют процесс гидратации. Одна из самых популярных примесей – хлористый кальций.
  • При производстве конечной смеси иногда можно обойтись без добавок. Это достигается за счет уменьшения количества воды, добавляемой в бетон.

Сферы применения

Основная область использования – монолитное строительство. При возведении высотного жилого дома или других сооружений важна скорость. Здесь быстротвердеющий раствор на основе цемента показывает себя с лучшей стороны.

Раствор может использоваться при создании кирпичной кладки. Иногда необходимость его применения объясняется сроками строительства, наступлением зимы или осени. Когда команда на начало строительства дается слишком поздно, приходится использовать смесь как альтернативу обычной.

Ограничений по применению нет, потому что характеристики цемента аналогичны смесям с обычным временем твердения.

Виды быстросохнущего цемента и маркировка

Основной параметр отличия – марки цемента, использованные при производстве смеси. От них будут зависеть эксплуатационные характеристики после твердения.

По скорости твердения выделяют два вида:

  • Особобыстротвердеющий. Его главное отличие – минимум присадок. Чтобы смесь получить качественной, нужно мелко помолоть клинкер – до удельной поверхности 4000 см 2 /г. Допускается добавление алита и целита. Уже в первые сутки после заливки плотность будет составлять 30 МПа. Еще через двое суток этот показатель увеличится на 10 МПа.
  • Сверхбыстротвердеющий. Часто применяется при создании несущих конструкций. Сохнет значительно быстрее описанного выше – за сутки набирает до 70% марочной прочности. Плотность в 10 МПа, достаточная для демонтажа опалубки, набирается за период от 2 до 4 часов. На скорость твердения влияют температура и влажность окружающей среды. Нужные характеристики достигаются за счет уменьшения удельной поверхности помола до 8000-9000 см 2 /г.

Маркировка смеси выглядит так: XXX 000 Y0 Z, где:

  • XXX – обозначение основного типа цемента – портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистые, гипсоглиноземистые и другие разновидности.
  • 000 – тип марки, показывающий максимально допустимую нагрузку в кг/см 2 .
  • Y0 – процентное соотношение минеральных добавок к общей массе смеси.
  • Z – быстросохнущий цемент, обозначается буквой «Б».

Марки и производители

Среди наиболее известных производителей, представленных на рынке:

  • ЮНИС. Выпускает одну из самых доступных марок – ПЦБ 2-400-Д0.
  • Dauer Zement. Производит марку ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б с быстрым схватыванием.
  • Lafarge. Основная марка – ШПЦ М400 Д5 Б. В изготовлении применяется шлакопортландцемент.
  • «Михайловцемент». Поставляет на рынок смесь марки ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б с высоким уровнем прочности.

Срок высыхания и правила использования

На сроки высыхания влияет состав смеси, а также внешние условия – уровень влажности, температура.

Минимальный срок, за который набирается начальная прочность – около трех часов. Сверхбыстросохнущему цементу, этого времени хватает, чтобы можно было снять опалубку. Основную прочность состав добирает за трое суток использования.

Если вы используете быстротвердеющий водонепроницаемый цемент, важно, чтобы соблюдались требования по свежести смеси, не было прямого контакта с водой в процессе набора прочности. Заливку лучше проводить при сухой погоде и температуре не ниже +20 градусов.

Наша компания предлагает купить водостойкий бетон. Готовы организовать быструю отгрузку и доставку по Санкт-Петербургу. Позвоните, чтобы уточнить подробности.

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

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

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Быстротвердеющий цемент: состав, марка, применение, обзор производителей

Использование обычного бетона при проведении такого ремонта может стать решением не слишком удачным. Ведь до схватывания цементных смесей стандартного состава проходит несколько часов. За это время раствор легко размоет вода. Поэтому при реконструкции старых зданий и сооружений часто применяются бетонные смеси особой разновидности — быстротвердеющие. Цемент этого типа в строительстве востребован очень широко. В статье представлены основные характеристики этого материала.

Состав

Выпускают такой строительный материал многие компании. При желании сегодня можно купить смеси этой разновидности от самых разных производителей. Конкретный пропорциональный состав быстротвердеющих цементов является коммерческой тайной выпускающих их компаний. На упаковке таких материалов в процентном соотношении он обычно не указывается.

Но в любом случае основу таких смесей, как и обычных, составляет цемент. В качестве добавок, придающих готовому раствору способность быстро схватываться, производители могут использовать такие компоненты:

  • Негашеная известь.
  • Углекислый калий.
  • Соляная кислота.
  • Разного рода соли.

В зависимости от типа добавки может в некоторых пределах колебаться время затвердевания таких растворов. Разумеется, при производстве строительных материалов этого типа могут дополнительно использоваться и разного рода компоненты, повышающие их пластичность, гидроизоляционные свойства, химическую устойчивость.

Быстрозастывающий цемент — особенности материала

Основное условие в производстве быстросхватывающегося вида цемента – качественные сырьевые компоненты с минимальным содержанием примесей и однородным химическим составом. Немаловажное значение для взаимодействия имеет структура материалов, поэтому предпочтение отдается не кристаллическим, а аморфным компонентам.

В настоящее время существует две методики достижения эффекта быстрого твердения бетона:

  • специальная подготовка клинкера, основанная на помоле материала до размера частиц с уменьшенной площадью поверхности. На этом основано взаимодействие вяжущего вещества с водой;
  • применение минерализованного сырья представляет второй способ сокращения времени схватывания бетона в растворе.

Основным компонентом служит клинкер с высоким содержанием трёхпальцевых силикатов и солей алюминия. В качестве дополнительных химических элементов может быть использован гипс тонкого помола или хлористый кальций, о чем свидетельствует маркировка на упаковке.

Важно! Клинкер для производства цемента, получают обжигом определенного соотношения глины и извести при высоких температурах. Для повышения характеристик цемента к порошку клинкера делают присадки минеральных веществ, пластификаторов.

Способы приготовления

Сейчас на рынке существует две основные разновидности подобных строительных материалов. Чаще всего при ремонте и строительстве зданий используются именно быстротвердеющие сухие смеси. В состав такого материала компоненты, обеспечивающие быстрое схватывание, добавляются уже на этапе производства.

Также быстротвердеющие растворы на основе цемента могут приготавливаться и непосредственно на стройплощадке. В этом случае в комплекте с самим сухим материалом идет канистра или бутылка с жидкостью, которая содержит добавки для быстрого схватывания. Ее при приготовлении раствора добавляют в смесь вместо воды.

Изготовление

Производство интенсивно твердеющего цемента осуществляется на высокоточном оборудовании. Все ингредиенты первосортного сырья подвергаются чрезвычайно тонкому помолу.

Получившиеся мельчайшие гранулы сухой смеси образуют очень большую площадь соприкосновения с водой. Аморфная структура измельчённых компонентов облегчает их химическое взаимодействие. Благодаря этой технологической особенности, значительно сокращается полный цикл отверждения затворённого цемента.

Скорость твердения можно увеличить также добавлением хлорида натрия (NaCl), хлористого кальция (CaCl₂), сульфата натрия (Na₂SO₄), соляной кислоты (HCl) либо других веществ. Наиболее часто добавляют хлористый кальций (1-2% от веса цемента), эффективно действующий на первых сроках отверждения.

Сфера применения

Чаще всего быстросхватывающиеся цементные смеси используют именно при реконструкции зданий и сооружений. В таких домах они могут применяться, к примеру, для гидроизоляции, шпаклевки, герметизации:

  • Швов.
  • Трещин.
  • Зазоров.
  • Отверстий.
Читать еще:  Выравнивание пола жидким раствором цемента

Очень часто с применением таких материалов ремонтируют цоколи и фундаменты старых зданий.

В новом строительстве такие материалы используются для быстрого крепления к бетону анкеров, каких-либо других металлоконструкций, всевозможных деталей. В некоторых случаях такие растворы применяются и при кладке печей. Также материал этой разновидности может использоваться для изготовления лепных интерьерных украшений, при установке колонн.

Марки и производители

В России выпускают бетонные смеси этой разновидности такие компании:

  1. MAPEI. Бетон от этого производителя поставляется на рынок под маркой «Мапефилл». Основана эта компания была в 30-х годах прошлого века в Италии. На настоящий момент она является крупнейшим европейским производителем строительных смесей, включая быстросхватывающиеся.
  2. «КТ Трон». Этот отечественный производитель ведет свою деятельность в России уже более 20 лет. Помимо быстротвердеющих цементов, он поставляет на рынок гидроизолирующие составы и герметики.
  3. «БИРСС». Это также отечественный производитель, поставляющий на рынок самые качественные строительные смеси. Быстротвердеющий цемент от этой компании отличается превосходным качеством и стоит относительно недорого. Также компания производит смеси для наливных полов, штукатурные, шпаклевочные и другие.

Марок таких смесей на современном отечественном рынке существует всего две: М400 и М500. Быстротвердеющий цемент М500 отличается от М400 только тем, что после застывания способен выдерживать большую нагрузку. Такие смеси обычно используются при ремонте фундаментов, креплении к бетонным основаниям ответственных металлоконструкций.

Основные свойства

Главным отличием быстросхватывающихся цементных растворов от обычных является именно способность превращаться в камень за короткий промежуток времени. В зависимости от производителя и использованных добавок такие смеси могут затвердевать в течение от 1 до 5 мин. Чаще всего на рынке сегодня можно встретить материалы, застывающие примерно за 3 мин.

Выпускаются в наше время быстрозатвердевающие смеси, способные самоуплотняться. Преимуществом использования таких растворов считается то, что они могут в процессе схватывания проникать в микротрещины и расширяться в объеме.

Любые марки быстротвердеющего цемента, выпускаемого в наши дни, отличаются гидроизоляционными свойствами. Застывать материалы этой разновидности способны даже при наличии довольно сильного подпора воды. В таких условиях они не размываются и создают герметичную пробку, которая в последующем может прослужить очень долго. В большинстве случаев такие растворы способны хорошо и быстро схватываться даже под водой или на морозе.

Изготовление быстротвердеющего бетона


Изготовление быстротвердеющего цемента
При выпуске материала, обладающего свойством ускоренного твердения, необходим тончайший помол компонентов. Мелкие гранулы увеличивают площадь взаимодействия с влагой, ускоряя гидратацию. Быстросхватывающийся цемент имеет удельную поверхность 3500 кв. см/г, а обычный продукт — 2800. Особо быстротвердеющий состав вообще обладает активной площадью до 9000 кв. см/г. Когда такая цементная пыль застывает в естественных условиях, через 3 часа уже разрешено демонтировать опалубку, а спустя сутки бетон имеет две трети завершающей прочности.

Как правильно использовать

Способ приготовления быстросхватывающегося материала практически ничем не отличается от методики затворения обычных цементных смесей. Однако важно понимать, что готовить сразу много такого раствора нельзя. Замешивать полагается такую дозу, которую можно использовать в течение 1-5 мин.

Разводить чем-либо уже начавший затвердевать быстросхватывающийся состав не рекомендуется. Если это сделать, у готового материала резко снизятся эксплуатационные характеристики. При приготовлении таких растворов обычно полагается соблюдать следующие правила:

  • Воду или специальную жидкость в состав следует вводить постепенно, небольшими порциями до получения пастообразной массы.
  • Общее время приготовления раствора не должно превышать указанное в инструкции от производителя.
  • Поверхность под «заплатку» следует подготавливать и очищать заблаговременно.
  • Приготовленный раствор полагается использовать сразу же.

Производство БТЦ

Разновидности цемента.
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 см2/г вещества, а у второго — 2,8-3 тысяч см2/г. Необходимо сказать, что существуют особобыстротвердеющие цементы, в которых активная площадь увеличена до 7-9 тысяч см2/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/см2, а на следующий день конструкция набирает 2/3 своей расчетной прочности.

Как уже писалось, такой способ производства БТЦ не дешев, поэтому для придания связующему веществу необходимых характеристик многие производители используют добавление в него различных минеральных добавок. Тем не менее быстротвердеющий бетон из БТЦ с добавками будет застывать не так быстро, как раствор, сделанный на основе цемента тонкого помола.

В любом случае ГОСТ 10178-62 регламентирует характеристики быстротвердеющего цемента.

Прочность вещества на третьи сутки после его затворения водой не должна быть ниже 40 кг/см2 (затвердевание раствора должно проходить в нормальных условиях).

Особые указания

Замес цемента водонепроницаемого быстротвердеющего обычно производят с использованием строительного миксера. Считается, что выполнять эту процедуру, несмотря на необходимость быстрого приготовления пластичной смеси, на слишком высоких скоростях нельзя. Это может привести к ухудшению свойств готового раствора.

При наличии подпора воды корректируемый участок сначала затирают сухой быстросхватывающейся смесью. Затем поверх образовавшейся заплатки наносят второй слой из приготовленного с использованием жидкости или воды раствора.

Ускорение затвердевания бетона

Состав и пропорции для приготовления бетона на основе гранита и цемента.

Чтобы получить быстротвердеющий бетон с высокими характеристиками прочности, достигаемыми в естественных условиях уже в первые дни после его заливки, можно использовать и обычный цемент. К способам ускорения застывания бетона относятся:

  • уменьшение в растворе цементной и водной составляющих (тощий бетон);
  • применение модификаторов, активирующих гидратацию;
  • домалывание связующего компонента с добавлением в него гипса.

К тощему бетону относится и бетонный раствор марки 200, из которого уже могут изготавливаться конструкции перекрытий. Менее марочные растворы применяются в подготовке оснований перед дорожным строительством и возведением зданий. Ускорение застывания бетона достигается, благодаря меньшему количеству реагентов, из-за которых процесс гидратации проходит гораздо быстрее. При изготовлении так называемого жесткого бетона нельзя увеличивать дозировку воды, так как ее избыток приведет к ухудшению качества раствора.

Затвердевание бетона проходит быстрее, если при приготовлении в раствор добавлять хлористый кальций. Его содержание в бетоне не должно превышать 3%. Если изготавливается железобетонная конструкция, то количество CaCl2 снижается до 2%. Этот модификатор нельзя закладывать в растворы, которыми будут заливаться железобетонные конструкции с арматурой сечением тоньше 4 мм, так как он станет причиной коррозии металла. Не рекомендуется его применять и для сооружения долговременных ЖБИ. Следует добавить, что хлористый кальций добавляется в смесь вместе с водой. Перед тем как залить жидкость в бетон, модификатор необходимо растворить в ней. Специалисты советуют добавлять CaCl2 в пуццолановые цементы, шлакопортландцементы и цементы с длительным сроком затвердевания.

Быстротвердеющий бетон, набирающий за первые сутки застывания до 50-55% расчетной прочности, получается при домалывании и добавлении в него гипса, содержание которого в связующем компоненте доводится до 3%. Однако лабораторные опыты показали, что лучшие показатели затвердевания показал бетон на основе цемента с 8-процентным содержанием гипса. Специалисты, проводившие исследования отметили, что более эффективным отвердителем является высокопрочный гипс. Бетон, приготовленный с этим модификатором, по показателям прочности почти в 1,5 раза превысил раствор, в который добавлялся обычный строительный гипс.

Читать еще:  Как удалить остатки цемента с кирпича

Что такое быстротвердеющий цемент

Быстрому строительству мешает время застывания конструкций, изготовленных на основе цемента. Быстротвердеющий цемент призван исправить такую ситуацию. Его применение способствует интенсификации процесса, так как БТЦ обладает высоким индексом затвердевания. Это обусловлено большой скоростью гидратации материала, которая активизируется уже во время приготовления раствора и позволяет изделию на его основе набрать расчетную прочность гораздо быстрее, чем конструкции, отлитой из обычного цемента.

Быстротвердеющий цемент является таковым благодаря большой скорости гидратации материала, которая начинает работать уже во время приготовления раствора.

Преимущества и недостатки БТЦ

Цемент быстротвердеющий нашел применение в строительстве, к примеру, высотных сооружений. Его использование в изготовлении железобетонных изделий дает производителям возможность пропустить такой этап производства, как пропаривание ЖБИ. Такой способ интенсификации застывания бетона также намного ускоряет время набора им расчетной прочности, которая в естественных условиях достигается только по прошествии 4-х с лишним недель. Тем не менее эксплуатация пропарочных камер обходится производителям бетона недешево.

Быстротвердеющий цемент очень часто используют при монолитном строительстве.

Преимущества цемента, обеспечивающего ускоренное затвердевание растворов на его основе, особенно очевидны при монолитном строительстве и при возведении кирпичных строений. При его использовании перестают действовать ограничения, которые раньше приводили к простоям после заливки перекрытий, столбов или кладки определенного количества рядов кирпичной стены. Без сколько-нибудь значительного перерыва строители могут приступать к следующим этапам работ.

Стоит сказать, что быстротвердеющий цемент пока не может вытеснить из строительства традиционные связующие вещества и методы выпуска продукции на их основе. Это связано с несколькими факторами.

  1. Первый из них — производство БТЦ требует современного оборудования.
  2. Этот цемент может изготавливаться только из высококачественного сырья (перечисленные выше факторы напрямую влияют на повышение себестоимости такого рода продукции, которая не лучшим образом в конечном счете влияет и на ее цену).
  3. БТЦ и бетон на его основе более требовательны к технологии производства и заливки, однако опыта работы с этими материалами у специалистов пока накоплено мало.

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).

Производство БТЦ

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.

Как уже писалось, такой способ производства БТЦ не дешев, поэтому для придания связующему веществу необходимых характеристик многие производители используют добавление в него различных минеральных добавок. Тем не менее быстротвердеющий бетон из БТЦ с добавками будет застывать не так быстро, как раствор, сделанный на основе цемента тонкого помола.

В любом случае ГОСТ 10178-62 регламентирует характеристики быстротвердеющего цемента.

Прочность вещества на третьи сутки после его затворения водой не должна быть ниже 40 кг/см 2 (затвердевание раствора должно проходить в нормальных условиях).

Ускорение затвердевания бетона

Состав и пропорции для приготовления бетона на основе гранита и цемента.

Чтобы получить быстротвердеющий бетон с высокими характеристиками прочности, достигаемыми в естественных условиях уже в первые дни после его заливки, можно использовать и обычный цемент. К способам ускорения застывания бетона относятся:

  • уменьшение в растворе цементной и водной составляющих (тощий бетон);
  • применение модификаторов, активирующих гидратацию;
  • домалывание связующего компонента с добавлением в него гипса.

К тощему бетону относится и бетонный раствор марки 200, из которого уже могут изготавливаться конструкции перекрытий. Менее марочные растворы применяются в подготовке оснований перед дорожным строительством и возведением зданий. Ускорение застывания бетона достигается, благодаря меньшему количеству реагентов, из-за которых процесс гидратации проходит гораздо быстрее. При изготовлении так называемого жесткого бетона нельзя увеличивать дозировку воды, так как ее избыток приведет к ухудшению качества раствора.

Затвердевание бетона проходит быстрее, если при приготовлении в раствор добавлять хлористый кальций. Его содержание в бетоне не должно превышать 3%. Если изготавливается железобетонная конструкция, то количество CaCl2 снижается до 2%. Этот модификатор нельзя закладывать в растворы, которыми будут заливаться железобетонные конструкции с арматурой сечением тоньше 4 мм, так как он станет причиной коррозии металла. Не рекомендуется его применять и для сооружения долговременных ЖБИ. Следует добавить, что хлористый кальций добавляется в смесь вместе с водой. Перед тем как залить жидкость в бетон, модификатор необходимо растворить в ней. Специалисты советуют добавлять CaCl2 в пуццолановые цементы, шлакопортландцементы и цементы с длительным сроком затвердевания.

Быстротвердеющий бетон, набирающий за первые сутки застывания до 50-55% расчетной прочности, получается при домалывании и добавлении в него гипса, содержание которого в связующем компоненте доводится до 3%. Однако лабораторные опыты показали, что лучшие показатели затвердевания показал бетон на основе цемента с 8-процентным содержанием гипса. Специалисты, проводившие исследования отметили, что более эффективным отвердителем является высокопрочный гипс. Бетон, приготовленный с этим модификатором, по показателям прочности почти в 1,5 раза превысил раствор, в который добавлялся обычный строительный гипс.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector