Характеристики, виды, маркировка, применение цемента

Благодаря универсальности цемент сегодня успешно конкурирует с новыми материалами и остается востребованным на строительном рынке. Он представляет собой неорганическое вещество в виде порошка, которое производят путем измельчения клинкера, добавления пластификаторов и минералов.

Главное назначение — замес бетонных растворов для скрепления конструктивных элементов в монолитном строительстве, для заливки полов, при производстве изделий. Для приготовления раствора в порошок добавляют воду, получают вязкую пасту, при этом меняется цвет состава. В условиях теплой влажной среды вещество затвердевает, в течение месяца приобретает прочность искусственного камня. Технические свойства зависят от состава, правил замеса, условий использования.

Рассчитываются от момента затворения. Начало схватывания ( начало потери подвижности цементного теста) – не менее 45 мин.; конец схватывания ( нормированная ГОСТом, степень затвердения цементного теста) – не позднее 10 часов. Сроки определяются при температуре 20 о С. Сроки схватывания бетонного раствора существенно зависят от температуры окружающей среды и длительности хранения цемента: с повышением температуры сроки схватывания ускоряются ( при повышении температуры с 20 до 40 о С сроки схватывания сокращаются вдвое); при увеличении длительности хранения – замедляются. На сроки схватывания также влияет количество воды затворения – ее уменьшение приводит к сокращению сроков схватывания.

Области и особенности применения

Добавление противоморозных добавок в бетон имеет широкое распространение. Примеси выбирают при строительстве монолитных конструкций из железобетона, при приготовлении штукатурных растворов, укладке дорожного покрытия и др. Их использование допустимо при температуре от -15 до -25°C, в зависимости от типа выбранного вещества.

Не обходятся без добавок при строительстве мостов, плотин, дамб, нефтегазодобывающих платформ, зданий и других объектов. С ними удается строить в любое время года, при любых погодных условиях. Их использование оптимизирует рабочие процессы, сокращает сроки строительства и удешевляет его за счет рационального применения техники и рабочей силы.

В целях правильного использования добавок необходимо учитывать несколько важных моментов:

присадки (жидкие и сухие) следует разводить в воде положительной температуры, непосредственно перед заливкой в цементный раствор;
не допускается приготовление бетонной смеси в открытой емкости во время осадков;
использование нескольких противоморозных добавок в одном растворе недопустимо;
вещество полностью растворяется в смеси за 15 минут;
забетонированную конструкцию следует подогреть.

Читайте так же:

Как очистить поверхность от цементного раствора

До тех пор, пока бетон не достигнет максимальной прочности, его нельзя нагружать и активно эксплуатировать. Необходимо выждать отведенное время и только потом увеличивать нагрузку.

Если применение противоморозной добавки происходит в больших объемах, рекомендуется испытать ее на пробном образце, чтобы убедиться в правильности расчетов.

Виды раствора

Вид цементного раствора изменяется в зависимости от марки цемента, состава компонентов и наличия добавок-пластификаторов. По составу можно выделить два вида раствора – с использованием извести и песка. Рассмотрим свойства каждого из них.

Цементно-известковый

Цементный раствор с добавлением извести отличается пластичностью и адгезией, поэтому чаще всего применяется в штукатурке или при укладке плитки.

В состав смеси входит цемент, известь и песок в пропорциях 1:1:6 и 1:2:9 частей соответственно. Для улучшения пластичности и клейкости раствора, в него добавляют клей ПВА, моющие средства, глинистый песок.

Если используется негашенная известь, ее следует погасить, смешав с водой. В процессе химической реакции выделяется большое количество тепла, поэтому нужно защитить руки и лицо при работе с известью.

Цементно-песчаный

Цементно-песчаный раствор – самый простой в изготовлении вариант покрытия. Для его замешивания берут одну часть цемента на 6 или более частей песка. Состав подходит для уличных и черновых работ внутри помещений. Так как он не имеет дополнительных добавок, его пластичность и адгезия не позволяет использовать раствор для мелких штукатурных и плиточных работ.

В качестве пластификаторов, улучшающих клейкость и эластичность материала, используется жидкое мыло и клей ПВА. Сделать состав более пластичным помогает глина или карьерный песок. Для осветления и улучшения адгезии строители добавляют в смесь гашеную известь, получая цементно-известковый раствор.

Добавки для цветного шва

Цветовые добавки в цементную смесь служат чисто декоративным целям. Они чаще всего используются при укладке кирпича, чтобы сделать швы более выразительными и эстетичными.

Для придания темного цвета раньше использовали сажу, однако опыт показал, что этот компонент ухудшает технические характеристики цемента. Сегодня в этих целях применяют соли и окиси металлов. Цветовые добавки можно приобрести в строительных магазинах.

Читайте так же:

Месторождения сырья для производства цемента

Какие существуют добавки для бетона

В России добавки и присадки для бетона используются не так широко, как на Западе, где практически не найти строительства, где применяют бетон без добавок. Однако и наши строители, в том числе и частные застройщики, с каждым годом все чаще применяют их.

Несмотря на то, что бетон является прочным, долговечным и надежным искусственным камнем, в его состав, кроме цемента (см. белый цемент что это), воды и разных наполнителей, включаю различные добавки, подбор которых зависит от особенностей климата и предназначения строящихся конструкций (аэродромы, дороги, причалы, гидротехнические сооружения и т.д.).

Современные добавки классифицируются на шесть основных видов:

1. Добавки в бетон для морозостойкости

Популярный вид присадок, особенно учитывая наш климат. Зима длится более полугода, а строить надо и в трескучие морозы. Именно для этого используются противоморозные добавки в бетон и раствор для кладки. Такие присадки позволяют работать с бетоном при температуре от -15 до -25 градусов по Цельсию.

2. Пластифицирующие добавки для бетона.

Пластификаторы увеличивают подвижность бетона без изменения объема воды. Кроме того, добавка позволяет снизить расход цемента до 10 % без ухудшения подвижности раствора, заметно увеличить прочность.

3. Модификаторы.

Модифицированные добавки для бетона призваны улучшить такие свойства бетона:

— Устойчивость к минусовым температурам;

— Снижают проницаемость бетона.

Модификаторы для бетона позволяют улучшить подвижность, благодаря чему раствор равномерно заполняет все углубления и щели.

4. Добавки в бетон для быстрого схватывания

Присадка позволяет ускорить набор прочности бетона, обладает одновременно и свойствами суперпластификатора, и ускорителя твердения. Добавка для ускоренного набора прочности форсирует процесс набора прочности первые сутки, а также увеличивает прочность готового бетона.

Используют такую добавку тогда, когда требуется заливать бетон поэтапно, например, при заливке бассейна – сначала заливается дно, и затем стенки. И чтобы строителям быстрее приступить к заливке стенок бассейна, от бетона на дне требуется как можно более быстрое твердение.

Кроме того, благодаря солям, содержащимся в ускорители отвердения бетона, вода в бетонной смеси не замерзнет при низкой температуре (до -5 градусов).

Читайте так же:

Пластика черепа костным цементом

5. Регуляторы подвижности бетона и раствора.

Довольно редко применяемые присадки для бетона, однако в некоторых ситуациях без них обойтись трудно:

— Жарким летом при заливке конструкций часто необходимо продлить пластичность бетона или раствора;

— Доставка бетонной смеси занимает продолжительное время, и чтобы бетон не схватился в пути, добавляют регуляторы подвижности.

6. Добавки для самоуплотняющихся смесей.

Подобный вид присадок применяют при устройстве тонкостенных и густоармированных конструкций. Поскольку данная добавка обладает свойствами суперпластификатора, улучшенная подвижность раствора заполняет конструкцию без внешнего уплотнения. Кроме того, такие добавки позволяют сократить расход цемента, не теряя в качестве готового продукта, обладают отличной плотностью и водонепроницаемостью.

Добавки для самоуплотняющихся смесей повышают сортность раствора, увеличивают скорость набора прочности в первые сутки после заливки бетона.

7. Антикоррозийные добавки для бетона

Коррозию бетона вызывает пресная вода-фильтр и реагенты, и чтобы избежать этого неприятного процесса, используют антикоррозийные присадки.

Антикоррозийные добавки в бетон связывают свободный гидроксид кальция, благодаря чему в большинстве случаев удается избежать, либо снизить коррозию бетона. Кроме того, антикоррозийные добавки увеличивают плотность и водонепроницаемость раствора, что значительно уменьшает количество и объем пор в бетоне.

8. Армирующие добавки

Чтобы значительно увеличить прочностные характеристики готового бетона, применяют специальные армирующие добавки. Как правило, основу таких добавок составляет:

— базальтовая или полимерная фибра;

— полипропиленовая фибра или фиброволокно;

— металлическая сетка или фибра.

Принцип армирования бетона таков: стекловолокно или фибра связывает структуру бетона, таким образом получается нечто вроде микроармирования.

Конечно микроармирование не заменит стандартного армирования бетона арматурой либо композитной арматурой, однако существенно увеличивает прочность бетона и растворов.

9. Комплексные добавки для бетона

Разнообразие добавок велико, однако часто бывает, что для строительства нужен целый ряд воздействий, направленных на улучшение свойств бетона, и для этого производители выпускают комплексные добавки, так сказать, 2 в 1 или даже 3-5 в одном.

Комплексные добавки условно делят на 5 основных видов:

1. Смеси электролитов.

Комплексная добавка в бетон на основе смеси электролитов – алюминат натрия и поташа, позволяет добиться очень быстрого схватывания, и при этом сохранить свойства бетона в будущем. Бетон схватывается за 10-20 секунд, а если при этом использовать воду с температурой до +40 градусов, то твердение происходит почти тут же. К примеру, для набрызг-бетона или торкретбетона данные свойства просто незаменимы.

Читайте так же:

Бетонная георешетка для откосов

Кроме того, комплексные добавки на смеси электролитов часто применяют в строительстве при низких температурах.

2. Смеси ПАВ

Комплекс на основе гидрофильно-гидрофобных пластифицирующих добавок улучшает целый ряд свойств бетона:

1. Повышает пластифицирующие характеристики;
2. Увеличивает первоначальную подвижность раствора, сохраняя ее в течении 2-3 часов, что важно при необходимости транспортировки бетона или проведении работ в жаркую погоду;
3. Повышение водонепроницаемости на 2 марки;
4. Увеличенные антикоррозийные свойства;
5. Морозостойкость повышается на 3 марки;

3. Смеси ПАВ и электролитов

Эта комплексная добавка включает в себя пластификаторы и электролиты, причем последние направлены на быстрое схватывание и набор прочности бетона. Кроме того, у бетона:

— снижается расход воды на 10-15% (при сохранении подвижности), что повышает прочность бетона до 25%;
— снижается расход цемента на 10-15%;
— морозостойкость увеличивается на 1-2 марки.

4. Полифункциональные модификаторы

Комплексные добавки, влияющие сразу на много характеристик бетона, которые не связаны с друг другом, а иногда и придающие совершенно новые свойства.

Например, необходимо придать бетону повышенную стойкость к агрессивной хлоридной среде, и вместе с тем улучшить защитные характеристики раствора к металлической арматуре.

5. Комплексные добавки на основе суперпластификаторов

Бетонные смеси с добавками на основе суперпластификаторов и ускорителей твердения позволяет добиться высокой морозостойкости и водонепроницаемости. Обогрев бетона, в таком случае, можно сократить либо вообще отменить.

Кроме того, в комплексную добавку при необходимости включают ингибиторы коррозии, водоудерживающие и гидрофобизирующие компоненты.

Свойства присадок

Водоотталкивающие присадки не заполняют собой поры и трещины бетона, они создают гидроизоляционный барьер, который не пропускает воду в тело материала. То есть, показатель водонепроницаемости у такого бетона находится на самом высоком уровне.

Современные добавки

Во-первых, это увеличивает прочность бетона. Чем он плотнее, тем прочнее. Во-вторых, увеличивается его водонепроницаемость. То есть, одной добавкой решаются сразу две проблемы.

По сути, эти вещества выполняют роль пластификатора. При его внесении в бетон раствор становится подвижным. А это первый признак того, что воздух, находящийся внутри, не становится запертым. Он при трамбовке раствора поднимается к поверхности и покидает его.

Удивительно то, что в настоящее время разработаны технологии, с помощью которых можно увеличить водоотталкивающие свойства затвердевшего бетона.

Его поверхность поливают присадками, те же, в свою очередь, проникают внутрь и закупоривают все поры. При этом действует правило – чем пористее бетон, тем глубже проникают гидроизоляционные жидкости.

Читайте так же:

Может быть насыпная плотность цемента менее 1100

Недостатки

Существенным минусом при внесении гидроизоляционных добавок в бетон является повышение теплопроводности конструкции. Все дело в том, что поры в теле материала — это своеобразные пузыри, в которых находится воздух.

Чем больше воздушных пор, тем выше теплоизоляционные свойства. Отсутствие их или уменьшение количества приводит к снижению данного показателя.

Использование современного оборудования

Использование современного оборудования ведет к существенной экономии на длинной дистанции. В первую очередь речь идет о повышении энергоэффективности оборудования. Например, применение автономного компрессора на БСУ позволяет не использовать основную высокомощную компрессорную станцию, необходимую прежде всего для приемки и перекачки цемента и для работы других цехов предприятия.

Важны и такие моменты, на которые мало кто обращает внимание. Рассмотрим электровибратор на расходном бункере песка. У 90% предприятий электровибратор включается одновременно с открытием выпускного затвора. Однако за счет автоматической системы управления можно сделать, чтобы электровибратор включался только тогда, когда скорость истечения материала становиться ниже заданной. Это значительно продлевает ресурс службы вибрационного оборудования и снижает потребление энергии.

Для того чтобы добиться снижения себестоимости производства, необходимо постоянно контролировать рациональность использования не только сырья, но и других ресурсов, таких как топливо, электроэнергию и т. д. Как минимум нужно внедрить в производство энергосберегающую технику и научить персонал экономить электричество.

Отрывок из статьи «Баррикада»: ставка на результат» портала «АСН-инфо»: