Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

СТО 70386662-002-2005 Портландцемент пластифицированный расширяющийся MACFLOW®

СТО 70386662-002-2005 Портландцемент пластифицированный расширяющийся MACFLOW®

Пластифицированный портландцемент характеризуется содержанием гидрофильных добавок, которые делают цементный раствор более подвижным, пластичным и удобным для укладывания.

В качестве добавок используются несколько веществ, объединенных под названием сульфатно-дрожжевая бражка (СДБ). Если количество СДБ соответствует содержанию гипса и алюмината в общей массе раствора, то на скорость затвердевания она не влияет и свойства пластифицированной смеси подобны стандартному раствору.

Однако если обыкновенный портландцемент при обычном водоцементном отношении имеет расплыв конуса не более 110мм после 30 встряхиваний, то материал с гидрофильными добавками дает результат не менее 125мм.

Что касается затвердевания, то лучше, чтобы оно проходило во влажной среде, по крайней мере первые 14-15 суток после заливки. Повышать установленную стандартами дозировку СДБ не стоит: это может замедлить процесс твердения и привести к пониженной прочности даже через 28 суток.

Быстросохнущий цемент

Быстросохнущий цемент – один из подвидов портландцемента, он обладает такими свойствами, как повышенная прочность и устойчивость к механическому влиянию. Также обладает качеством быстротвердения. В первые три дня происходит интенсивное твердение и нарастание прочности из-за большого содержания активных минеральных вяжущих веществ и очень мелкого измельчения. Быстросохнущий цемент используют для приготовления сборных изделий и конструкций из железобетона, а также при быстрой постройке сооружений и в ремонтных работах. Если применять такой цемент, то отпадет необходимость в тепловлажной обработке бетонных смесей.

Применение быстросохнущего цемента

Быстросохнущий цемент замешивают непосредственно на стройке перед использованием. Применяют для всех простых конструкций стяжки, а также плавающих стяжек, стандартных разделительных слоев, и при изготовлении полов с обогревом. Также используют для экстренных работ по устройству стяжек, когда требуется закончить работы в такие короткие сроки, при которых обычные цементы не успевают высохнуть. Быстросохнущий цемент является главным системным компонентом для экстренной постройки полов, перестроек, быстрого введения строящихся построек, санационных работах и в новой стройке.

Марки быстросохнущего цемента

Также цемент можно различить по маркировке. Буква «М» на упаковке с цементом обозначает его прочность, буква «Д» – показывает соответствие добавок и чистого клинкера в цементе, буква «Б» обозначает, что цемент быстротвердеющий (применяется в экстренных ремонтных работах).

Маркируют цемент в зависимости от его прочности — М100-М600 (100-600 килограмм на кубический сантиметр). В наше время производство цемента марки М300 закрыто, а цемент марки М600 самый прочный, и поэтому используется в основном при постройке военных объектов.

Особенности изготовления пластифицированного цемента

Изготовление более текучего и гибкого варианта цементной смеси возможно только в заводских условиях, ведь процесс требует точного измерения количества как основного компонента, так и добавок.

Главная добавка, которая и придает пластифицированному цементу уникальные свойства, называется сульфитно-дрожжевой бражкой и представляет собой кальциево-натриевые соли лигно-сульфоновых кислот. Такая бражка:

  • Окрашена в темно-коричневый цвет;
  • Имеет специфический запах;
  • Густая и вязкая по консистенции.

Вязкость напрямую зависит от концентрации веществ и их температуры, однако основные свойства такого гибкого и упругого раствора практически не отличаются от свойств обычного портландцемента: затвердевает от постепенно и максимальной твердости достигает только через 28 дней после заливки.

Важно уточнить, что добавку можно вводить в клинкер как в сухом виде, так и в форме водного раствора. СДБ должна составлять 0,15-0,25% от общей массы цемента в пересчете на сухое вещество. Однако, вычислить оптимальное содержание бражки достаточно сложно: для этого нужно учесть и состав клинкера, и тонкость его помола и количество добавок активного типа.

Специальные виды портландцемента

В ряде случаев (например, при воздействии агрессивной среды, необходимости значительно ускорить твердение бетона) использование обычного портландцемента неэффективно. Поэтому применяют портланд-цементы специальных видов. Чтобы придать портландцементу определенные свойства, регулируют минеральный состав клинкера, вводят в цемент минеральные и органические добавки, изменяют дисперсность и минеральный состав цемента.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) изготовляют из клинкера с повышенным содержанием быстротвердеющих минералов — C3S и С3А (в сумме 60…65% ). БТЦ отличается более тонким помолом: его удельная поверхность достигает 3500…4000 см2/г против 3000 см2/г у обычного портландцемента. Благодаря этому увеличивается площадь контакта цементных частиц с водой и возрастает скорость твердения цемента.

Выпускают БТЦ марок 400 и 500. Прочность его нормируют в сроки 3 и 28 сут. БТЦ отличается высоким темпом набора прочности в первые 3…7 сут (рис. 26). При помоле в БТЦ вводят активные минеральные добавки (до 10…20%) или доменные гранулированные шлаки (до 20% от массы цемента). Это удешевляет БТЦ.

БТЦ применяют при производстве сборных железобетонных конструкций. Благодаря повышенному содержанию в клинкере C3S и С3А быстротвердеющий портландцемент обладает большим тепловыделением и его применяют при бетонировании в зимних условиях, особенно при температуре ниже —25 °С. Свойство БТЦ быстро набирать прочность используют и в случае аварийно-восстановительных работ. При хранении в течение 1…2 мес БТЦ утрачивает свойство быстро твердеть и набирает прочность, как обычный портландцемент. Следовательно, хранить БТЦ длительное время нецелесообразно.

Однако в ряде случаев применять БТЦ нельзя. Из-за высокого содержания в клинкере C3S и С3А при гидратации образуется большое количество Са(ОН)2 и гидроалюминатов кальция, что делает цеметный камень нестойким к химической коррозии. Поэтому БТЦ употребляют лишь для конструкций, работающих в неагрессивной среде.

Из бетона, изготовленного на БТЦ, не выполняют массивные конструкции. Чрезмерное тепловыделение вызывает сильный разогрев ядра таких конструкций, в то время как внешние поверхности охлаждаются. Из-за большого перепада температур в теле бетона могут возникнуть термические напряжения, что приводит к растрескиванию конструкции.

Для ускорения твердения бетона применяют также цементы с добавками — крентами. Они содержат безводный трехкальциевый сульфоалюминат, сульфофер-рит, смесь сернокислого глинозема и сернокислого железа. При помоле клинкера обычного портландцемента вводят 2…5% добавок. Они не только ускоряют твердение, но и повышают прочность цемента на 5… 10 МПа, т. е. на целую ступень. Применение таких цементов на заводах и стройках позволит отказаться от пропаривания изделий и тем самым сократить затраты топлива и электроэнергии.

Рис. 26. Темпы твердения БТЦ (кривая 1) и обычного портландцемента (кривая 2) марки 500

Сульфатостойкий портландцемент применяют при изготовлении конструкций, подверженных действию сульфатных вод, а также морозостойкого бетона. Стойкость против сульфатной коррозии обеспечивается особым минеральным составом клинкера: в нем ограничивают содержание алюминатов (СзА не более 5%, C3A+C4AF не более 22% ). Для увеличения стойкости против коррозии первого и второго видов в клинкере также ограничивают количество алита — не более 50% от массы клинкера.

Читайте так же:
Утеплитель для цементного пола

Поскольку количество C3S, С3А и C4AF ограничено, возрастает относительное содержание в клинкере C2S. Белит медленно набирает прочность и выделяет при гидратации мало теплоты. Поэтому сульфатостойкий портландцемент отличается от портландцемента более низким темпом роста прочности и меньшей эк-зотермией. Его выпускают марки 400.

Белый и цветные портландцементы используют для повышения архитектурной выразительности зданий и сооружений. Серый цвет обычных цементов обусловлен тем, что в состав исходного сырья входят оксиды железа и марганца. Для производства белого портландцемента в качестве сырья применяют карбонатные и глинистые породы (мел, каолиновые глины), содержащие оксиды железа и марганца в ничтожно малом количестве. Получаемый при обжиге такого сырья белый клинкер размалывают совместно с гипсом белых сортов, иногда добавляют белый диатомит (не более 6%).

Белый портландцемент выпускают марок 400 и 500. Степень белизны цемента зависит от коэффициента отражения и составляет для белого портландцемента 1-го сорта не меньше 80% абсолютной шкалы, 2-го сорта — 75, 3-го — 68%.

Цветные портландцементы получают, размалывая совместно белый клинкер и добавки минеральных или органических красителей. Выпускают портландцементы красного, желтого, зеленого, голубого, розового, коричневого и черного цветов, т. е. практически всех основных цветов спектра. Марки цементов 300, 400 и 500.

Сроки схватывания белого и цветных портландце-ментов практически такие же, как и обычного: начало— не ранее 45 мин, конец — не позднее 12 ч. По сравнению с портландцементом белый и цветные цементы обладают пониженной морозостойкостью, хуже сопротивляются коррозии, в большей степени подвержены усадке.

Портландцементы с органическими добавками изготовляют путем введения при помоле клинкера небольших количеств (0,05…0,3% от массы цемента) поверхностно-активных веществ. Эти вещества пластифицируют бетонные и растворные смеси, улучшают их удобоукладываемость. Кроме того, бетоны и строительные растворы, изготовляемые из цемента с органическими поверхностно-активными добавками, отличаются повышенной морозостойкостью и сопротивляемостью коррозии.

Чаще используют поверхностно-активные добавки двух типов: гидрофилизующие и гидрофобизующие. Цементные зерна, покрытые пленкой поверхностно-активных веществ, приобретают особые свойства по отношению к действию воды: они становятся либо более гидрофильными, либо более гидрофобными. Названия этих терминов происходят от греческих слов гидро — вода, филео — люблю, фобос — боязнь, страх. Таким образом, слово гидрофильный означает буквально любящий воду, т. е. смачиваемый, а гидрофобный — боящийся воды, т. е. несмачиваемый.

В качестве гидрофилизующей добавки при изготовлении цемента используют лигносульфона-ты технические (ЛCT), ранее называвшиеся СДБ — сульфитно-дрожжевой бражкой. ЛCT — побочный продукт при варке целлюлозы, представляет собой густую темно-коричневую жидкость. По химическому составу— это кальциевая соль лигносульфоновой кислоты с примесью минеральных веществ. Поставляется обычно в жидком виде с содержанием сухого вещества около 50%, иногда в твердом виде при 80% -ном содержании сухого вещества. ЛCT улучшает смачиваемость частиц цемента водой и одновременно ослабляет силы взаимного сцепления между ними. В результате увеличивается пластичность цементного теста.

При помоле клинкера портландцемента вводят 0,25% добавки ЛСТ. Получаемый цемент называют пластифицированным. Марки пластифицированного портландцемента обычные, т. е. 400…600. Лучше всего применять его для изготовления конструкций речных гидротехнических сооружений, подвергающихся попеременному воздействию замораживания — оттаивания или увлажнения —высыхания. Бетон на пластифицированном портландцементе отличается меньшей пористостью и проницаемостью для воды, поэтому и долговечность его выше.

Гидрофобный портландцемент содержит 0,1…0,3% гидрофобизующей поверхностно-активной добавки.

К гидрофобизующим добавкам относят мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, синтетические жирные кислоты, кремнийорганические жидкости. Молекулы этих веществ располагаются на поверхности цементных частиц особым образом: их углеводородные радикалы всегда ориентированы наружу. Благодаря этому цемент приобретает водоотталкивающие свойства.

Гидрофобный портландцемент легко отличить от обычного, проделав пробу на гидрофобность. Для этого на поверхность цементного порошка наносят каплю воды. Обычный портландцемент смачивается водой, и через несколько секунд капля впитывается. Гидрофобный портландцемент.удерживает каплю воды по меньшей мере 5 мин.

В процессе приготовления бетонных смесей и раствора тонкие гидрофобные пленки на поверхности цементных частиц снимаются и не препятствуют нормальному процессу твердения цемента.

Гидрофобный портландцемент выпускают тех же марок, что и обычный, но чаще марки 400. Поскольку он обладает пластифицирующим действием, бетон на таком цементе получается плотным и долговечным. Кроме того, со временем гидрофобный цемент практически не теряет активности, поэтому особенно удобен при длительном хранении и транспортировании. Его используют для изготовления конструкций повышенной стойкости.

Читать далее: Глиноземистый и расширяющиеся цементы Цементы с минеральными добавками Свойства портландцемента Схватывание и твердение портландцемента Производство портландцемента Неорганические вяжущие вещества Разные материалы для штукатурных работ Заполнители для штукатурных работ Вяжущие материалы для штукатурных работ Расширяющиеся цементы

Когда стоит применять пластифицированный цемент?

Так как главной особенности данного вида является повышенная пластичность, то и применять его стоит тогда, когда она действительно необходима. Приобрести именно пластифицированный цемент стоит. Если:

  • Нужно не только повысить прочность бетона, но и сделать его максимально морозостойким. Зачастую это делают за счет снижения соотношения воды и цемента, что не влияет на пластичность;
  • Необходимо ускорить бетонирование и качество укладки бетона;
  • Хотелось бы снизить расход портландцемента, то есть уменьшить его количество в готовой цементной смеси.

Пластифицированный портландцемент дает возможность сделать укладку более легкой и удобной для строителей, а также гарантирует дополнительное уплотнение при изготовлении изделий из бетона. Конструкции, созданные с помощью такой пластифицированной смеси остаются все такими же долговечными и прочными, а вот расход цемента значительно понижается.
Поделиться с друзьями

Разновидности добавок для цемента

Добавки в цемент классифицируются в соответствии с нормативным документом – ГОСТ 24640-91. «Добавки для цементов». При этом каждый отдельный вид присадки используется для изменения или улучшения определенных свойств строительного материала.

Правда о расширяющихся цементах

Правда о расширяющихся цементах

Сегодня на рынке строительных материалов можно увидеть огромный выбор новых интересных и многофункциональных продуктов. Одним из них является расширяющийся цемент, который имеет ряд особенностей, позволяющих считать его практически идеальным материалом для различных работ по капитальному ремонту. Есть, конечно, и минусы. О них также расскажем подробнее.

Читайте так же:
Цементный раствор для стяжки кровли марка

Расширяющиеся цементные смеси – что это?

Так называют специальную сборную группу из нескольких цементов с определенными добавками, ведущих к увеличению объема изделия. Эта особенность данного материала способствует заполнению всех пустот и трещин, а это крайне необходимо для качественного возведения различных монолитных железобетонных конструкций. Также такой цемент широко используется при строительстве всевозможных туннелей и шахт. Что касается бытового применения, то оно не очень целесообразно ввиду его дороговизны. Хотя необходимо отметить, расширяющийся цемент отлично восстанавливает разрушенные стены в старых постройках, значительно экономя при этом на расходе прочих материалов.

Данную группу цементов принято называть в соответствии с особенностями его производства — цементом гипсоглиноземистым расширяющимся. Он содержит глиноземистые основы, к которым добавлены различные компоненты, способствующие большему расширению, например:

  • гидрат окисимагния;
  • гидросульфолюмипат кальция;
  • сульфаты алюминия и хлористого кальция;
  • алюминиевый порошок;
  • сульфитно-спиртовая барда.

Добавление этих веществ вполне обоснованно, так как они довольно своеобразно реагируют на повышение влажности, запуская при этом процесс распада. В результате этого образуются новые элементы, которые имеют увеличенный объем. В дальнейшем они связываются с молекулами цемента, повышая тем самым и его размер. Знаменательно, что все эти превращения никак не уменьшают прочности цемента, а напротив добавляют ему надежности и долговечности. Наиболее распространенная добавка среди перечисленных – это гидросульфолюмипат кальция, и объясняется такое частое использование этого компонента его невысокой ценой. Лучшим же компонентом по качественным характеристикам является гидрат окиси магния — он наиболее выигрышен среди прочих, которые в целом не сильно отличаются друг от друга.

Плюсы и минусы расширяющего цемента

Какой бы материал не был идеальным, у него всегда имеются ряд достоинств и недостатков. Перечислим имеющиеся положительные качества расширяющегося цемента:

  • повышенные адгезионные и прочностные характеристики;
  • хорошая заполняемость микро- и макротрещин;
  • замена финишной штукатурки;
  • стойкость к химическому и атмосферному воздействиям.

Данные плюсы присущи любому виду этого материала. Однако он состоит не только из расширяющих компонентов, но содержит и другие вещества, влияющие на его характеристики. Например, существует особый вид расширяющегося цемента, предназначенный специально для выполнения внешних работ, так же есть разновидность этого материала с улучшенной адгезией или высокой антикоррозийной защитой.

Расширяющийся цемент отличается следующими недостатками:

  • высокой стоимостью;
  • плохим дистрибутивом;
  • узкопрофильностью;
  • большим количеством подделок.

При покупке товара у зарекомендовавших себя производителей и целевом использовании данные минусы становятся незначительными по сравнению с экономией, которая возникает в результате замены расширяющимся цементом других материалов.

Где применяется расширяющийся цемент?

Здесь необходимо уточнить, что данный материал и в самом деле имеет весьма узкое применение. Перечень основных работ, выполняемых с его помощью выглядит так. Смесь применяют, когда нужно провести работы:

  • по заполнению трещин;
  • по склейке железобетона;
  • в ряде случаев по нанесению наружной штукатурки.

Специалисты знают, что бывают микро- и макротрещины. Причины появлений первых – это механические удары при транспортировке или прочего воздействия. И хотя они не всегда видны – это отличная ниша для оседания конденсата. Под воздействием влаги происходит расширение микротрещин, которые со временем превращаются в заметные даже невооруженным глазом макротрещины.

Так как одной из ведущих характеристик расширяющегося цемента является повышенная адгезия, то он, впитываясь в конструкцию, осуществляет надежное заполнение всех внутренних пор. Данные качества и являются причиной использования этой цементной смеси для отделки помещения снаружи, тогда как внутри, где температура более стабильна, подойдет и обычная штукатурка. Точно так же расширяющийся цемент действует и в отношении макротрещин, хотя в этом случае необходимо будет использовать большее количество материала.

Частное строительство малоэтажных зданий частенько осуществляется с использованием железобетонных перекрытий. Как правило, они размещаются в верхних частях стен и иногда могут промазываться цементирующим составом. Однако при этом происходит нарушение строительных нормативов, в которых значится, что блоки обязаны быть монолитными в местах прилеганий.

Данные рекомендации вполне обоснованы, ведь распределение нагрузки должно быть равномерным и на плиту и на стену, в противном случае вследствие действия конденсата и других негативных факторов начнется разрушение плиты возле стыков. И если для частных домов необходимость в ремонте возникнет спустя примерно 25 лет, то, используя здание как гостиницу, с последствиями придется столкнуться уже спустя шесть лет после возведения здания. Устранить такие недостатки очень сложно — надо повторить заливку части плиты, а это значит, вновь построить леса, сделать подпоры и другие соответствующие работы. Гораздо лучше предусмотреть возникновение подобных проблем и, воспользовавшись расширяющимся цементом, связать стены с плитой. Это к тому же будет способствовать продлению эксплуатируемого срока здания.

Пожалуй, наиболее востребованный строительный материал, используемый для возведения стен – это ракушечник, отличающийся фактурностью и требующий большего количества штукатурки. Добиться экономии и меньшего расхода материала позволяет расширяющийся цемент, который может заполнить поры и создать в итоге практически монолитное покрытие, чрезвычайно стойкое и надежное. При работах с пенобетоном и шлакоблоками так же возможно использование расширяющегося цемента, но это уже не так экономично, поэтому на практике выбирают другой материал.

Разновидность расширяющегося цемента и различия в технических характеристиках

Рассмотрим более детально этот материал и его модификации, существующие на современном рынке. Выделяют следующие основные виды:

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

Самый известный среди перечисленного — это водонепроницаемый цемент, который очень часто используют как гидроизоляционный материал. Другие разновидности отличаются большими расширяющими свойствами, в то время как водонепроницаемая модификация отлично выполняет функции наружной штукатурки. Он содержит:

  • глиноземистый цемент;
  • гипс;
  • высокоосновной алюминат кальция.

Благодаря входящим веществам такой материал отличается высокой скоростью схватывания – нанеся раствор, процесс запуска первой фазы происходит уже через четыре минуты, а спустя десять минут цемент схватывается в полном объеме. В связи с линейным типом расширения объем раствора увеличивается равномерно в соответствии с ГОСТом, то есть, не больше одного процента за сутки. Такие характеристики благоприятствуют использованию цемента в качестве штукатурки, ведь после того как цемент окончательно затвердеет – это где-то спустя 18-26 часов, поверхность становится невероятно прочной и гладкой.

Следующий вид цемента тоже можно отнести к гидроизоляторам. Он имеет похожие свойства, хотя основывается на высокоглиноземистом клинкере, который способствует повышенной прочности, но имеет больший срок затвердевания – этот диапазон варьируется от 70 до 85 часов. Стоимость такого цемента выше, так что для использования в быту он не выгоден.

Читайте так же:
Раствор цементный м100 f100

Что касается напрягающего цемента или как его еще называют НЦ, то он создавался исключительно для выполнения ремонтных и восстановительных работ, а особенно эффективен он, если они касаются железобетонных конструкций. НЦ состоит из:

  • портландцемента, который составляет от 70 до 75%;
  • глиноземистого цемента – от 15 до 20%;
  • гипса – около 10%.

А теперь подробнее…

Весьма продуманный состав цемента позволяет удобно работать с ним. Катализатором НЦ служит простая вода. Нанеся раствор на поверхность, ее необходимо полить и через полчаса сделать еще один слой. Затем по прошествии четырех часов происходит схватывание цемента и впитывание им влаги – все это способствует расширению и связыванию железобетона. После 70 часов можно констатировать его окончательное затвердевание. Использование данного материала эффективно при работах с железобетонными конструкциями, т.к. увеличивает вдвое его прочностные характеристики. Это способствует применению напрягающего цемента в различных промышленных областях. НЦ предназначен для больших нагрузок, так что его использование в быту неразумно.

Еще одну марку расширяющегося цемента представляет РПЦ – именно под таким названием известен многим портландцемент. Получается он в результате смешивания двух веществ – это клинкерный портландцемент и гипс. Кроме этого, к нему добавляют доменный шлак, обеспечивающий высокие прочностные характеристики, способствующие использованию РПЦ для создания монолитных конструкций. В отличие от предыдущего вида РПЦ негативно относится к поливу, а его расширение происходит только при повышенной влажности, т.е. необходима своеобразная парилка, которая в реальности заменяется на единоразовое пропаривание. Соблюдая необходимые требования, цемент окончательно затвердевает через 65-80 часов. Еще одной особенностью этого вида является то, что он относится не к линейному типу, поэтому не подходит в качестве финишного материала.

Последний вид расширяющего вяжущего материала – это пластифицированный цемент, который появился на рынке совсем недавно. В его основе обычный портландцемент с пластифицирующими элементами, которые, как правило, являются концентратами сульфитно-спиртовой бражки. И здесь на первый план выходит не только высокая прочность этого материала, но и пластичность, которая помогает создавать такие рабочие поверхности, как дороги, отмостки, заливки для пола и пр. Пластифицированный цемент имеет линейный тип расширения, применяется в основном в смешанном виде, хорошо взаимодействуя с бетоном либо простым цементом.

Производство расширяющегося цемента

Несмотря на то, что существует немало компаний, которые предлагают этот материал, приобрести его не так легко. И объясняется это следующими факторами: крупные производители не заинтересованы в розничных покупателях, а мелкие кустарные заводы выпускают не всегда качественную продукцию. Проанализировав предлагаемый на рынке цемент, специалистами были выделены основные производители этого материала. Это:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Применение пластифицированных цементов ограничивается тем, что добавки при затворении цементов с помощью смесительных машин вызывают гепенивание растворов. Это ухудшает структуру полученного камня, a vaiose может привести к осложнениям процесса цементирования из-за уменьшения плотности вспененного раствора.  [3]

При использовании пластифицированного цемента в смесь вводят только добавку СНВ, а при использовании гидрофобного цемента только добавку СДБ.  [4]

Раствор из пластифицированного цемента при В / Ц 0 4 должен иметь подвижность, соответствующую расплыву конуса при стандартных испытаниях не менее 125 мм против 106 — 115 мм для обычного цемента.  [5]

Повышение сульфатостойкости пластифицированных цементов объясняется образованием более плотной структуры и уменьшением скорости диффузии сульфатных анионов в цементные растворы. Применение гидрофобкзованкых цементов, образующих при затво-рении с водой более плотную структуру гидратных новообразований, замедляет диффузию агрессивных растворов внутрь образца, чем, возможно, и обусловлено повышение стойкости цементов. Кроме этого, при взаимодействии кремнийорганической добавки с компонентами цементов образуются кальций — и магнийполисилок-саны, обладающие вяжущими свойствами и сглаживающие дефекты структуры новообразований. Безусловно, благоприятную роль играют и защитные свойства кремнийорганических полимерных пленок, которые экранируют часть новообразований, замедляя их взаимодействие с агрессивными солевыми растворами.  [6]

Бетоны на гидрофобных и пластифицированных цементах более морозостойки и менее водопроницаемы.  [7]

Химическая стойкость бетона на пластифицированном цементе в кислых и щелочных агрессивных средах примерно такая же, как и бетона на портландцементе аналогичного химического состава.  [8]

Для избежания появления усадочных трещин полезно применение пластифицированных цементов или добавки 0 2 — 0 3 % ( от веса цемента) с. Таким образом, последний может применяться только в конструкциях, рассчитанных на небольшие деформации.  [9]

Для повышения морозостойкости и удобоукладывае-мости бетонной смеси следует применять пластифицированные цементы или вводить в смесь сульфито-спир-товую барду в количестве 0 2 — 0 3 % от веса цемента. При введении в бетонную смесь одного хлористого кальция применение добавки сульфитно-спиртовой барды обязательно.  [10]

Для повышения долговечности бетона с добавками хлористых солей и замедления схватывания бетонной смеси рекомендуется применять пластифицированный цемент и вводить воздухововлекающие добавки ( абиетиновую смолу, с.  [11]

Морозостойкость бетона с хлористыми солями, взятого непосредственно из покрытия, оказалась наибольшей в тех случаях, когда применялся пластифицированный цемент , удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8424 — 57 Бетон дорожный и содержавший не более 9 — 10 % трехкальциевого алюмината.  [12]

При пользовании пластифицированным цементом вводится только 0 02 % абиетата натрия.  [14]

Пластифицированный портландцемент должен выдерживать испытание на пластичность, заключающееся в том, что раствор пластичной консистенции с водоце-ментным отношением 0 4 должен давать на встряхивающем столике после 30 встряхиваний расплыв конуса диаметром не менее 125 мм. Остальные требования к пластифицированному цементу не отличаются от требований к обычному портландцементу.  [15]

Работа цементов ЛафаржХолсим Россия с различными добавками в Центральном федеральном округе

Современная строительная индустрия с каждым годом предъявляет более высокие требования к строительным материалам. В погоне за новыми прогрессивными технологиями, доступными обществу, меняется и привычный нам бетон. Сегодня доставка товарного бетона заказчику может составлять более четырех часов, при этом бетон не теряет своих физико-механических характеристик. Домостроительные комбинаты за три месяца способны произвести достаточное количество железобетонных изделий для возведения семнадцатиэтажного здания.

В России повышается спрос на самоуплотняющийся и виброукатанный бетоны. Набирает популярность так называемая технология «белая ванна», в которой используют бетон, способный выполнять одновременно две функции: несущую и гидроизолирующую. Таким образом, вслед за новыми вызовами строительные материалы расширяют свой спектр применения и приобретают новые свойства и особенности.

Читайте так же:
Что такое тампонажный цемент область его применения

Появление химических добавок главным образом повлияло на развитие технологии производства бетона и открыло новые горизонты в работе с материалом, известном человечеству уже более четырех тысяч лет.

К наиболее распространенным видам добавок в бетон можно отнести следующие:

  • Пластифицирующие (водоредуцирующие);
  • Воздухововлекающие;
  • Противоморозные;
  • Замедлители схватывания;
  • Ускорители твердения;
  • Гидрофобизирующие;
  • Газообразующие.

Большая доля рынка, из перечисленных выше видов добавок, представлена пластификаторами.

Первые пластификаторы на основе технического лигносульфоната появились в начале двадцатого века и обладали слабо выраженными пластифицирующими свойствами. Во второй половине 1960-х годов были открыты более эффективные основы, такие как полинафталинсульфонат и маламинформальдегид.

Структура этих пластификаторов представлена на рисунке ниже.

image001.png

Принцип работы данных пластификаторов основан на адсорбции на поверхности частиц цемента и образовании электростатического барьера (Рисунок 2).

image003.png

image004.png

Сегодня все большую популярность набирают добавки в бетон на основе поликарбоксилатов (Рисунок 3), открытых еще в 1980х годах. Данный тип добавок позволяет существенно сократить расход цемента, при этом повышается плотность структуры бетонного камня, увеличивается показатель водонепроницаемости. Сила водоредукции позволяет изготавливать бетоны высоких марок (В60 и выше). Помимо этого, правильно подобранная композиция поликарбоксилатов обеспечивает длительную сохраняемость подвижности бетонной смеси.

image006.png

Поликарбоксилаты отличаются от своих предшественников механизмом действия (Рисунок 4). В данном случае за отталкивающий эффект, возникающий между частицами цемента отвечает стерический барьер, образованный незаряженными боковыми цепями.

Вместе со строительной химией, столь же стремительно развивается и цементная промышленность. Вводятся в эксплуатацию новые производственные линии, модернизируются старые. Общий тренд отрасли — это переход на более энергоэффективные технологии производства основного сырьевого компонента цемента – портландцементного клинкера. «Мокрый способ» повсеместно заменяется на «комбинированные» или «сухой». Практически все цементные заводы уже обеспечили помол цемента по замкнутому циклу, т.е. с использованием сепараторов, что также положительно сказывается на характеристики цементов.

Заводы компании ЛафаржХолсим Россия работают по «сухому» (Щурово, Ферзиково) и «комбинированному» (Вольск) способам.

Современные цементы характеризуются более высокой активностью (фактическими показателями по прочности) и отличаются по своим свойствам от цементов, производившихся ранее на «мокрых печах».

Высокие прочностные характеристики цементов позволяют обеспечивать интенсивный набор прочности при относительно невысоких расходах. Данный эффект ускоряет оборачиваемость форм, контролируя уровень экзотермии и не позволяя появляться термоусадочным трещинам на изделиях.

Цементы ПЦ 500-Д0-Н производства ЛафаржХолсим Россия в сочетании с воздухововлекающими добавками обеспечивают требуемый уровень воздухововлечения в бетонах, способный удерживаться в смеси на протяжении всего времени транспортировки, укладки в конструкцию и сохраняется в структуре бетона в виде мелких, равномерно распределенных пузырьков даже после виброуплотнения.

В сочетании с пластификаторами нового поколения улучшается поверхность бетона (Рисунок 5), что немаловажно для производства железобетонных изделий. Эффект достигается за счет снижения расхода воды затворения, что уменьшает количество крупных пор, образованных избыточной химически не связанной водой в бетонном камне. При этом количество химически вовлеченного воздуха, имеющего форму мелких, равномерно распределенных в структуре пузырей, сохраняется, обеспечивая требуемый уровень воздухововлечения в бетонной смеси, что положительно влияет на морозостойкость. Таким образом происходит уплотнение структуры бетона, что в свою очередь повышает показатели по прочности и водонепроницаемости.

image008.jpg

Цементы ЛафаржХолсим Россия эффективны в самоуплотняющихся бетонах, где особую роль играет стабильность качества материалов, сохраняемость подвижности смеси, сочетаемость цемента с высокоэффективным пластификатором, отсутствие водоотделения, сохранение химически вовлеченного воздуха в смеси при транспортировке и укладке в конструкцию.

В работе цементов ЛафаржХолсим Россия с нафталиновыми пластификаторами при производстве железобетонных изделий отмечается интенсивный набор прочности после тепловлажностной обработки. К примеру, на одном из предприятий, занимающимся выпуском стеновых панелей, для оценки эффективности добавок в бетон были сопоставлены прочностные характеристики изделий, изготовленных с применением различных типов пластификаторов. Также для сравнения изготовили изделия без использования добавок в составе бетонной смеси. В результате прочность изделий после тепловлажностной обработки с применением меламинформальдегида в составе бетонной смеси увеличилась на 15% в сравнении с изделиями, изготовленными на бездобавочном бетоне. Использование поликарбоксилата позволило достичь 24% повышения прочности. Разница между бетонными изделиями с применением нафталинов и бездобавочного способа составила 30% в сторону увеличения прочности при использовании добавок.

К минусам работы с нафталиновыми добавками стоит отнести отсутствие сохраняемости подвижности смесей, что важно при транспортировке от бетоносмесительного цеха до участка, где производится формование изделия, а также высокий расход самой добавки.

В товарном бетоне высоких классов наиболее эффективно использование комплексных пластификаторов на основе технических лигносульфонатов и поликарбоксилатов. Такие комплексы в полной мере раскрывают потенциал, например, быстротвердеющего СЕМ I 42,5Б (Ферзиковский завод). Данный тандем цемента и добавки обеспечивает длительную сохраняемость подвижности и высокую кинетику набора прочности в товарном бетоне, а также ускоряет темпы оборачиваемости опалубки.

Основными недостатками добавок на основе поликарбоксилатов является их чувствительность к качеству заполнителей и относительно высокая стоимость. В случаях, когда на производстве бетона используется заполнитель низкого качества, экономически эффективно выбирать пластификаторы на основе лигносульфонатов и полинафталинсульфонатов.

Подводя итоги стоит выделить наиболее явные преимущества и недостатки упомянутых пластификаторов.

ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ

Пластифицирующие добавки применяют для повышения подвижности, жизнеспособности, однородности бетонных смесей. Введение даже незначительного количества добавок (от сотых до десятых долей процента по сухому веществу от массы цемента) приводит к существенному увеличению текучести смеси, что позволяет уменьшить водосодержание при сохранении требуемой удобоукладываемости. Однако, наряду с положительным действием, пластифицирующим добавкам свойственны и нежелательные побочные явления, главными из которых являются замедленное твердение и снижение прочностных показателей, по сравнению с бетоном без добавок.

Учитывая существующий экспериментальный материал в данной области, можно сделать следующие обобщения. Во-первых, минеральный продукт, каким является цементный камень, и органический компонент (супер-, гиперпластификатор) – мало совместимые объекты, в связи с чем, нередко, имеет место замедление темпов твердения, снижение конечной прочности пластифицированного бетона, причем это снижение находится в прямой зависимости от количества введенного ПАВа. В то же время, возможность уменьшения расхода воды при сохранении требуемой удобоукладываемости позволяет, в итоге, не только нейтрализовать указанные недостатки, но и значительно повысить прочность и плотность бетонов.

Во-вторых, механизм действия пластифицирующих добавок вряд ли связан с какими-либо химическими превращениями. Взаимодействие между цементом и ПАВ имеет физическую, точнее – электростатическую природу. При введении в цементную систему полярные молекулы ПАВ притягиваются активными точками клинкерных зерен, адсорбируются своими полярными группами на поверхности гидратирующихся цементных частиц, создают так называемый «стерический» эффект отталкивания, что представляется основной причиной длительного сохранения жизнеспособности бетонных смесей.

Читайте так же:
Цементный лист для забора

В-третьих, нет полной ясности в сути явления – «посадочных местах» полимерной добавки. Где же происходит электростатическое взаимодействие (контакт) макромолекул с твердой фазой – на поверхности исходных (безводных) клинкерных частиц, предварительно адсорбированном слое ионов кальция, гидратированной экранной оболочке или на высокодисперсных новообразованиях вне цементного зерна? Существует мнение, что традиционные пластификаторы (например, С-3) адсорбируются на гидратных новообразованиях (преимущественно, гидроалюминатах), поликарбоксилаты же – на гидросульфоалюминатах. И если это так, то в чем причина такой избирательности адсорбционных действий? Уточнение отмеченных аспектов имеет важное значение для представления механизма явления и рационального оперирования пластифицированными бетонами.

Прежде всего, относительно «посадочных мест» молекул добавки. Представление относительно адсорбции полимера на гидратированных продуктах (в том числе, гидроалюминатах, гидросульфоалюминатах) вступает в некоторое противоречие с экспериментом и «логикой» процесса:

1) сложно увидеть принципиальное отличие пластифицирующего действия поликарбоксилатной добавки, например, Мурапласта FK63.3 (Bauchemie Russia, г. Санкт-Петербург) в различных дисперсных минеральных системах (рис.4.8), во многих из которых возникновение указанных гидратированных продуктов просто невероятно;

2) образование гидратированных соединений возможно спустя определенный подготовительный (индукционный) временной интервал для химических преобразований, в то время как пластифицирующий результат имеет, практически, мгновенное действие;

3) задержка с введением в цементный состав пластифицирующей добавки должна оказывать более благоприятное действие на разжижающий эффект, вследствие повышения в системе количества гидратированных продуктов, что также не находит опытного подтверждения;

4) «лежалые» цементы, бесспорно, содержат в своем составе гамму гидратированных новообразований (гидросиликатов, гидроалюминатов и др.), однако их пластифицирующий результат оставляет желать много лучшего (рис.4.8).

Решающее влияние на пластифицирующее действие оказывает дисперсность минеральных частиц, соответствие формирующегося на границе раздела фаз поверхностного заряда размеру и массе зерен. К примеру, пластификация просматривается даже в случае применения обычного немолотого кварцевого песка, однако введение пластификатора приводит не к повышению связности и текучести смеси, а к ее мгновенному водоотделению и расслоению.

«Посадочными местами» макромолекул полимерной добавки являются, по всей вероятности, не нечто изначально предначертанное (гидроалюминаты, гидросульфоалюминаты), а масса иных энергетически ненасыщенных зон, в роли которых могут выступать скопления заряженных вакансий, атомы внедрения и замещения, различные функциональные группы, микродефекты, разрывы химических связей, атомная «шероховатость», в том числе активные центры клинкерных минералов – неустойчивые связи ионов кальция. Адсорбированные молекулы добавки совместно с высокоорганизованной «полярной» средой формируют на границе раздела фаз пространственный двойной электрический слой с мощным электрокинетическим потенциалом, обеспечивающим электростатическое отталкивание частиц цемента (и иных тонкодисперсных минеральных продуктов), раздвижку, пластификацию, повышенную текучесть составов.

Рис.4.8. Действие поликарбоксилатного гиперпластификатора

в различных минеральных системах

Механизм действия пластифицирующих добавок, а также ряд сопровождающих отвердевание цементных систем свойств и явлений (начальное расширение, периодические спады структурной прочности, снижение пластической прочности при введении хлористого кальция или, наоборот, лавинообразное упрочнение структуры при использовании поташа, «ложное схватывание» цемента и мн. др.), как и сам процесс гидратации цементных минералов и структурообразования цементного камня – звенья одной цепи. Эта «цепь» – особенность кристаллохимического строения силикатов кальция, «замороженность», метастабильность их высокотемпературной структуры, которая и определяет электроповерхностный характер ее взаимодействия с теми или иными компонентами.

На рисунках 4.9 и 4.10 представлены кинетические кривые пластической прочности (тепловыделения) цементного теста на новороссийском портландцементе с различными В/Ц и содержанием, соответственно, пластифицирующей добавки С-3и упомянутого гиперпластификатора. Как видно, минимальное содержание добавок не оказывает заметного влияния на качественный ход процесса – наблюдается та же 90-минутная стадийность твердения, что и у бездобавочной цементной системы (рис.2.3). Картина резко меняется при увеличении водоцементного фактора и содержания добавок – пластограммы смещаются в область значительно более поздних сроков.

В то же время, анализ кинетических кривых структурной прочности и тепловых эффектов позволяет предположить о независимости качественной стороны процесса отвердевания цементных составов, времени наступления гидратационных актов (отмечены на рис.4.9 и 4.10 пунктирными линиями) от присутствия пластифицирующих добавок. Конечно же, данное предположение требует тщательной и всесторонней экспериментальной проверки, тем не менее, оно не лишено смысла. Как известно, в основе действия поликарбоксилатов лежит стерическое отталкивание боковых цепей адсорбированных макромолекул. При этом можно предположить о покрытии макромолекулами добавки незначительной доли поверхности клинкерных частиц (рис.4.11), основная часть которой участвует в обычном ходе гидратационного процесса. Сопровождающие отвердевание явления (самоорганизация системы, «скачки» структурной прочности и др.) протекают в условиях пониженной вязкости системы, делающей невозможным фиксацию этих явлений принятыми методами испытаний.

Рис.4.9. Кинетика структурной прочности цементного теста

с различным содержанием суперпластификатора С-3

Рис.4.10. Кинетика структурной прочности и тепловыделения

цементного теста с гиперпластификатором Мурапласт FK63.3

Рис.4.11. Схема адсорбции (1) и общий вид макромолекул поликарбоксилатной

добавки (2), блокирующих поверхность цементного зерна (по данным В.Р.Фаликмана)

При использовании пластификаторов следует обращать внимание на степень «свежести» цемента. Эксперимент (рис.4.8) и практика показали, что применение пластифицирующих добавок для «лежалых» цементов малоэффективно. Это явление вполне закономерно – в процессе длительного хранения происходит гидратация цемента молекулярно-дисперсной влагой окружающей среды, снижение количества поверхностных активных центров, ухудшение условий адсорбционного взаимодействия молекул ПАВа с твердой фазой, соответственно, уменьшение пластифицирующего эффекта.

Необходимо также иметь в виду, что повышенное содержание пластифицирующей добавки связано с резким снижением интенсивности структурообразующих процессов, возможным ухудшением конечных прочностных свойств бетонов. Причина этого явления достаточно очевидна – механизм действия пластификатора (электростатическая раздвижка клинкерных зерен с мощным одноименным поверхностным зарядом) и естественный структурообразующий процесс (самоорганизация системы под действием развивающегося в межзерновых пустотах вакуума) имеют «обратный вектор действия». Поэтому вызывает сомнение в целесообразности повсеместного и безоглядного использования данных пластифицирующих продуктов. Для ответственных несущих конструкций применение органических и синтезированных пластификаторов должно быть ограничено. Во всяком случае, использование пластификаторов в технологии данных конструкций должно учитывать возможную деструкцию микробетона в эксплуатационный период.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector