Гидрофобный портландцемент рекомендуется использовать для бетонирования конструкций
Гидрофобный портландцемент
Гидрофобный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гидоофобизующей поверхностно-активной добавки при обычной _ дозировке гипса. " "
Этот портландцемент отличается от обыкновенного пониженной гигроскопичностью при хранении и перевозках в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность и удобоукладываемость, а затвердевшим растворам и бетонам — повышенную морозостойкость. Для производства гидрофобных цементов необходима установка точно дозирующего устройства, равномерно питающего мельнииы гидрофобизующей добавкой при помоле цемента. Гидрофобный портландцемент имеет те же марки, что и портландцемент—400, 500, 550 и 600. Как будет видно из дальнейшего, гидрофобизации могут подвергаться специальные портландцементы.
В качестве гидрофобизующего поверхностно-активного вещества применяют мылонафт, асидол-мылонафт, олеиновую кислоту или окисленный петролатум в количестве 0,06—0,30% массы цемента в пересчете на сухое вещество. В последние годы накопился опыт производства и применения этих добавок, позволяющий предотвратить вызываемые ими отрицательные явления — повышенное пылеобразоваиие при помоле и транспортировке цемента и высокое воздухововлечение получаемых раствопов и бетонов.
НИИЦементом была разработана и успешно применяется на трех заводах рациональная композиция синтетической добавки ЛЗГФ, представляющей собой раствор высокомолекулярных жирных кислот в минеральном масле (1:2) при использовании кубовых остатков СЖК. При оптимальном содержании ПАВ и режиме измельчения гидрофобный цемент с добавкой ЛЗГФ равноценен по показателям прочности и срокам схвач тывания исходному без ПАВ портландцементу.
Теория гидрофобизации разработана М. Й. Хигеро - вичем [149, 139]. Сущность этого процесса заключается в образовании на поверхности цементных зерен молеку - лярно-адсорбционных пленок из ориентированных асимметрично-полярных молекул, обращенных углеводородными радикалами наружу. Эти радикалы гидрофобны; т. е. обладают водоотталкивающими свойствами. Полярная часть адсорбированных молекул образует в зависимости от вида гидрофобизующей добавки водоне - растворимые и также водоотталкивающие нафтенаты либо олсаты кальция. С этой точки зрения защитные пленки правильнее рассматривать как хемосорбционные, а не как чисто адсорбционные. Защитные пленки на цементных зернах не сплошные, они прерывистые «сетчатые» или «мозаичные», благодаря чему цемент сохраняет свою основную способность твердеть при перемешивании с водой.
Гидрофобные портландцементы характеризуются меньшей гигроскопичностью. Под гигроскопичностью обычно понимают физическое поглощение паров воды из воздуха, между тем, как взаимодействие паров воды с цементом химическое, в результате которого появляются в тонкодисперсном состоянии гидратные новообразования. Гидрофобные портландцементы при хранении в течение 3—6 мес в насыщенной влагой среде увеличиваются в массе всего на 2,5—3,5%, а обыкновенные портландцементы — на 6—14%. Сорбция паров воды уменьшается особенно сильно у пуциолановых и шлаковых портландцементов, гидрофобизоваиных добавкой мылонафта либо олеиновой кислоты.
Особый интерес приобретает способность гидрофобных цементов не слеживаться при хранении при одновременном повышении активности. Наблюдения показали, что гидрофобные цементы, хранившиеся в мешках в течение года, не комковались и были сыпучими, в отличие от обыкновенных портландцементов, которые скомковались. Предполагают, что самопроизвольное повышение активности цемента объясняется тем, что водяные пары и углекислый газ вследствие «сетчатого» строения гидрофобных пленок не взаимодействуют с поверхностью цементного зерна, а проскальзывают в глубь цементного зерна по микротрещинам и усиливают химическое диспергирование цемента при его гидратации. Гидрофобные цементы являются и пластифицированными, что объясняется адсорбционно-смазочными свойствами гидрофобизующих добавок и их способностью к некоторому воздухововлечению. К положительным свойствам гидрофобных цементов следует отнести пониженную водопроницаемость, являющуюся следствием повышения однородности структуры и мелкой кристаллизации новообразований.
Применение гидрофобных цементов, а также непосредственная гидрофобизация растворов и бетонов в процессе изготовления. улучшает удобоукладываемость бетонных и растворных смесей, сокращает расход цемента, так как уменьшается водопотребпость. У бетонов на гидрофобных портландцементах снижается скорость испарения воды в условиях сухого климата, что способствует повышению их стойкости. Гидрофобизующие добавки повышают связность бетонных смесей, предотвращая их расслаивание и значительно облегчая их транспортировку в автосамосвалах и выгрузку из них. Бетоны на гидрофобных цементах характеризуются меньшим капиллярным всасыванием и водопоглощением.
Гидрофобизация растворов и бетонов помогает им удерживать влагу в начальный период твердения. Значительно уменьшается усадка в сухом воздуха и набухание во влажной атмосфере; сохраняется прочность сцепления с арматурой при меньшем расходе цемента. Гидрофобизующие добавки существенно повышают морозостойкость цементного камня и бетонов. Повышенная пластичность гидрофобного портландцемента позволяет сократить расход цемента в бетонах, особенно в тощих и средней жирности, на 8—10% и значительно уменьшить расход извести в растворах. При изготовлении бетонных и растворных смесей из гидрофобного портландцемента сроки перемешивания в бетономешалках и растворомешалках такие же, как и при перемешивании обычного портландцемента (1,5—2 мин). Увеличение времени перемешивания может привести к повышенному воздухововлечению и к некоторому понижению прочности бетона.
Гидрофобный портландцемент применяется в первую очередь в тех случаях, когда требуется длительное хранение и перевозка на дальние расстояния, особенно водным и морским путями. Его можно применять наравне с обыкновенным портландцементом в различных строительных работах, преимущественно для наружной декоративной облицовки зданий, для изготовления гидроизоляционных штукатурок, бетонов в дорожном и аэродромном строительстве, а также в гидротехническом бетоне и в тех случаях, когда необходимо транспортировать бетонные и растворные смеси с помощью насосов.
Поскольку гидрофобный портландцемент отличается высокой тонкостью помола и повышенной сыпучестью (что обусловливается действием гидрофобизующей добавки), желательно доставлять его на место применения в таре, особенно в тех случаях, когда разгрузка производится в закрытых помещениях вручную. Следует учитывать, что гидрофобизация не может коренным образом изменить характер твердения цементов и их строительно-технические свойства, она только заметно улучшает свойства цементов. Поэтому необходимо, чтобы по химико-минералогическому составу исходного клинкера и содержанию активных минеральных добавок цементы полностью удовлетворяли требованиям, которые регламентированы стандартами и другими нормативными документами.
Водонепроницаемый бетон: описание,виды,характеристики,фото,видео.
Говоря о бетоне, хочется заметить, что его водонепроницаемость зависит от плотности, а плотность – от наличия пор и пустот, которые образуются в результате неправильного подбора исходных материалов и гранулометрического (зернового) состава заполнителей, недостаточного уплотнения бетонной смеси и особенно от избыточного количества воды в растворе (испаряясь, вода оставляет поры).
Очень важным для водонепроницаемости бетона является водоцементное отношение, то есть отношение массы воды к массе цемента.
Если количество гравия в бетонной смеси не превышает более чем в два раза количества песка, то бетон получается достаточно плотный в легкотрамбуемый. При этом наименьшая пористость достигается при использовании песка, у которого доля зерен с размерами 0,25; 1 и 3 мм составляет 25; 25 и 50 % соответственно.
Для изготовления водонепроницаемого бетона можно взять цемент марки 300 или 400 (обязательно свежеизготовленный). Перед использованием цемента его рекомендуется просеять через сито (размер ячеек – 1 х 1 мм) для удаления образовавшихся при хранении комков.
Размер гравия (щебня) не должен превышать 1/3–1/4 толщины бетонных стенок.
При этом размер мелких щебенок должен быть в 2–3 раза меньше крупных частиц. Общий объем мелкозернистого гравия должен составлять не менее 20 % объема крупнозернистого. Заполнители рекомендуется подбирать не из пористых, а из плотных пород. Так, например, более предпочтителен щебень гранитных пород, нежели известняковых.
При обеспечении водонепроницаемости бетона немаловажное значение имеют условия твердения цемента, или гидратации. Для того чтобы создать нормальные условия, следует подбирать минимальное количество воды, которое бы обеспечило одновременно и нормальное твердение бетона, и хорошую пластичность при укладывании.
Итак, для получения водонепроницаемого бетона необходимо взять цемент, песок и гравий (щебень) в соотношении 1: 1: 4 или 1: 2: 3 при водоцементном соотношении 0,5–0,7. Можно увеличить количество песка и гравия, взяв компоненты в соотношении 1: 2,5: 5,5.
Кладку водонепроницаемого бетона желательно проводить без перерыва, для чего следует заранее заготовить весь необходимый материал и опалубку. При тщательном и правильном приготовлении бетона можно получить достаточно плотный и водонепроницаемый бетон при толщине кладки от 10 до 40 см.
Для ускорения твердения бетона его следует плотно укрыть полиэтиленовой пленкой. Если прочность бетона все же окажется низкой, необходимо принять следующие меры: уменьшить количество воды, оставляя объем цемента без изменений, уменьшить количество песка и настолько же увеличить количество щебня.
Виды эффективных присадок и механизм их действия
- Пластификаторы: «Супрпластификатор С-3», «Суперпласт» и компонент Д5. Все виды пластификаторов обладают одинаковым механизмом действия – образование вокруг частичек цемента стойкой водонепроницаемой пленки и создание электрического заряда. Это в значительной мере активизирует готовый бетон, и он хорошо уплотняется;
- Кольматирующие добавки: битумная эмульсия, нитрат кальция, сульфат алюминия, сульфат и нитрат железа. Также в значительной мере увеличивают плотность заливаемой конструкции. Требуемый эффект получается в результате химической реакции между присадкой, водой и связующим – образование водонерастворимых соединений которые надежно «закупоривают» все поры и даже значительные пустоты (процесс кольматации);
- Полимерные добавки: метил целлюлоза, метиловый эфир целлюлозы, а также диэтиленгликолевая, три этиленгликолевая и полиамидная смола. Этот вид присадок обеспечивает самый высокий уровень водонепроницаемости. Требуемый эффект обеспечивается обволакиванием частиц компонентов бетона и образованием на них прочнейшей водонепроницаемой полимерной пленки.
Следует знать! Сделать водонепроницаемой можно только монолитную бетонную конструкцию: монолитный фундамент, чашу бассейна или колодца, водохранилище и т.п. Сборные бетонные сооружения сделать 100% водонепроницаемыми невозможно никакими способами и технологиями!
Что добавляют в бетон для его водонепроницаемости?
Добавки являются главным компонентом в бетонной смеси, повышающим ее гидроизоляционными свойства. Бетон становится влагостойкий, прочный. Но использовать такую смесь нужно лишь на горизонтальных поверхностях, так как на вертикальных он просто сползает вниз. Конечно, этого можно избежать, используя специальную защитную пленку, которая прижимает раствор к конструкции. Но это займет много времени и усилий.
Рынок выдвигает огромное количество разных добавок, с разной ценой. Можно назвать несколько веществ, наиболее применяемых в качестве добавки. Это:
- силикатный клей;
- хлорное железо;
- кальция нитрат. Пожалуй, самый дешевый вариант, который обладает отличной сопротивляемостью по отношению к влаге. Хорошо растворяется в водной массе, не является ядовитым, однако, может причинить пожар;
- натрия олеат и многие другие добавки, повышающие влагостойкое качество.
Добавлять компонент необходимо, следуя инструкции!
Способы определения водонепроницаемости
Чтобы определить уровень водонепроницаемого показателя, применяют основные и вспомогательные методы. К основным относятся:
- метод «мокрого пятна» (измерение максимального давления, во время действия которого образец не пропускает воду);
- коэффициент фильтрации (вычисление коэффициента, связанного с постоянным давлением и временным отрезком процесса фильтрации).
К вспомогательным способам принадлежат:
- определение по виду вещества, связывающего раствор (содержание водонепроницаемым раствором гидрофобного цемента, портландцемента);
- по содержанию химических добавок (использование специальных насадок делает смеси более водонепроницаемыми);
- по структуре пор материалов (количество пор уменьшается – показатель увеличивается, повышение влагостойкого качества при помощи песка, гравия).
Характеристика марок бетона по водонепроницаемости
Рынок предлагает огромный выбор стройматериалов. И далеко не всегда обычный потребитель может определить необходимую для него марку. Поэтому следует ознакомиться с возможной маркировкой и применением этих марок смесей уже на практике. Существует таблица соответствия класса прочности бетона его марке.
По ГОСТ к маркам имеются требования, которые необходимы для достижения нужного результата. Чаще всего используют марки бетона по водонепроницаемости не ниже по уровню, чем W6. У каждой марки есть ограничения. Именно благодаря маркам можно понять, какое давление воды способен выдержать бетонный раствор.
Выделяются показатели, которые определяют взаимодействие бетона с водой. Это:
- прямые (уровень водонепроницаемости, который соответствует марке, и коэффициент возможной фильтрации);
- косвенные (отношение воды и цемента, ее поглощение в соответствии с массой).
В бытовых условиях чаще обращается внимание на первый показатель – водонепроницаемость бетона, его считают ориентировочным. Оставшиеся три компонента используют реже, и то в процессе производства смеси либо в научных экспериментах. Каждая марка характеризует степень взаимодействия влаги с бетоном, которая может быть как меньше, так и больше. Основными марками считают такие:
- W4. У нее нормальная степень проницаемости. Это значит, что поглощаемый уровень влаги находится в пределах нормы, однако использование для построек с хорошим уровнем гидроизоляции не подходит.
- W6. Проницаемость влаги понижена. В отличие от предыдущего, он среднего качества, более влагонепроницаемый, и его применяют в строительных работах больше всего.
- W8. Смесь с низкой водонепроницаемостью. Пропускает влагу в маленьких количествах. Смесь получается дороже предыдущей.
Марки, которые идут дальше в ряду, становятся более гидрофобными. Самой стойкой к влаге является смесь W20, но используют ее редко из-за высокой цены. Поэтому применяют W10-W20 для строительства водохранилищ, бункеров или гидротехнических сооружений. У них есть еще одно, довольно положительное, качество – морозостойкость
Отделывая внешние стены дома, необходимо применять высшие марки, чтобы обеспечить самый лучший уровень водонепроницаемости. Это важно потому, что будут постоянные изменения в окружающей среде, и сырость не должна проникать в дом.
Гидрофобный портландцемент рекомендуется использовать для бетонирования конструкций
Гидрофобный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гидрофобизующей поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса.
Этот портландцемент отличается от обыкновенного пониженной гигроскопичностью при хранении и перевозках в неблагоприятных условиях, а также способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность и удобоукладываемость, а затвердевшим растворам и бетонам — повышенную морозостойкость. Для производства гидрофобных цементов необходима установка точно дозирующего устройства, равномерно питающего мельнииы гидрофобизующей добавкой при помоле цемента. Гидрофобный портландцемент имеет те же марки, что и портландцемент—400, 500, 550 и 600. Гидрофобизации могут подвергаться специальные портландцементы.
В качестве гидрофобизующего поверхностно-активного вещества применяют мылонафт, асидол-мылонафт, олеиновую кислоту или окисленный петролатум в количестве 0,06—0,30% массы цемента в пересчете на сухое вещество. В последние годы накопился опыт производства и применения этих добавок, позволяющий предотвратить вызываемые ими отрицательные явления — повышенное пылеобразование при помоле и транспортировке цемента и высокое воздухововлечение получаемых растворов и бетонов.
НИИЦементом была разработана и успешно применяется на трех заводах рациональная композиция синтетической добавки ЛЗГФ, представляющей собой раствор высокомолекулярных жирных кислот в минеральном масле (1:2) при использовании кубовых остатков СЖК. При оптимальном содержании ПАВ и режиме измельчения гидрофобный цемент с добавкой ЛЗГФ равноценен по показателям прочности и срокам схван тывания исходному без ПАВ портландцементу.
Теория гидрофобизации разработана М. Й. Хигеровичем. Сущность этого процесса заключается в образовании на поверхности цементных зерен молекулярно-адсорбционных пленок из ориентированных асимметрично-полярных молекул, обращенных углеводородными радикалами наружу. Эти радикалы гидрофобны; т. е. обладают водоотталкивающими свойствами. Полярная часть адсорбированных молекул образует в зависимости от вида гидрофобизующей добавки водоне-растворимые и также водоотталкивающие нафтенаты либо олсаты кальция. С этой точки зрения защитные пленки правильнее рассматривать как хемосорбционные, а не как чисто адсорбционные. Защитные пленки на цементных зернах не сплошные, они прерывистые «сетчатые» или «мозаичные», благодаря чему цемент сохраняет свою основную способность твердеть при перемешивании с водой. Гидрофобные портландцементы характеризуются меньшей гигроскопичностью. Под гигроскопичностью обычно понимают физическое поглощение паров воды из воздуха, между тем, как взаимодействие паров воды с цементом химическое, в результате которого появляются в тонкодисперсном состоянии гидратные новообразования. Гидрофобные портландцементы при хранении в течение 3—6 мес в насыщенной влагой среде увеличиваются в массе всего на 2,5—3,5%, а обыкновенные портландцементы — на 6—14%. Сорбция паров воды уменьшается особенно сильно у пуциолановых и шлаковых портландцементов, гидрофобизованных добавкой мылонафта либо олеиновой кислоты. Особый интерес приобретает способность гидрофобных цементов не слеживаться при хранении при одновременном повышении активности. Наблюдения показали, что гидрофобные цементы, хранившиеся в мешках в течение года, не комковались и были сыпучими, в отличие от обыкновенных портландцементов, которые скомковались. Предполагают, что самопроизвольное повышение активности цемента объясняется тем, что водяные пары и углекислый газ вследствие «сетчатого» строения гидрофобных пленок не взаимодействуют с поверхностью цементного зерна, а проскальзывают в глубь цементного зерна по микротрещинам и усиливают химическое диспергирование цемента при его гидратации. Гидрофобные цементы являются и пластифицированными, что объясняется адсорбционно-смазочными свойствами гидрофобизующих добавок и их способностью к некоторому воздухововлечению. К положительным свойствам гидрофобных цементов следует отнести пониженную водопроницаемость, являющуюся следствием повышения однородности структуры и мелкой кристаллизации новообразований.
Применение гидрофобных цементов, а также непосредственная гидрофобизация растворов и бетонов в процессе изготовления улучшает удобоукладываемость бетонных и растворных смесей, сокращает расход цемента, так как уменьшается водопотребпость. У бетонов на гидрофобных портландцементах снижается скорость испарения воды в условиях сухого климата, что способствует повышению их стойкости. Гидрофобизующие добавки повышают связность бетонных смесей, предотвращая их расслаивание и значительно облегчая их транспортировку в автосамосвалах и выгрузку из них. Бетоны на гидрофобных цементах характеризуются меньшим капиллярным всасыванием и водопоглощением.
Гидрофобизация растворов и бетонов помогает им удерживать влагу в начальный период твердения. Значительно уменьшается усадка в сухом воздуха и набухание во влажной атмосфере; сохраняется прочность сцепления с арматурой при меньшем расходе цемента. Гидрофобизующие добавки существенно повышают морозостойкость цементного камня и бетонов. Повышенная пластичность гидрофобного портландцемента позволяет сократить расход цемента в бетонах, особенно в тощих и средней жирности, на 8—10% и значительно уменьшить расход извести в растворах. При изготовлении бетонных и растворных смесей из гидрофобного портландцемента сроки перемешивания в бетономешалках и растворомешалках такие же, как и при перемешивании обычного портландцемента (1,5—2 мин). Увеличение времени перемешивания может привести к повышенному воздухововлечению и к некоторому понижению прочности бетона.
Гидрофобный портландцемент применяется в первую очередь в тех случаях, когда требуется длительное хранение и перевозка на дальние расстояния, особенно водным и морским путями. Его можно применять наравне с обыкновенным портландцементом в различных строительных работах, преимущественно для наружной декоративной облицовки зданий, для изготовления гидроизоляционных штукатурок, бетонов в дорожном и аэродромном строительстве, а также в гидротехническом бетоне и в тех случаях, когда необходимо транспортировать бетонные и растворные смеси с помощью насосов. Поскольку гидрофобный портландцемент отличается высокой тонкостью помола и повышенной сыпучестью (что обусловливается действием гидрофобизующей добавки), желательно доставлять его на место применения в таре, особенно в тех случаях, когда разгрузка производится в закрытых помещениях вручную. Следует учитывать, что гидрофобизация не может коренным образом изменить характер твердения цементов и их строительно-технические свойства, она только заметно улучшает свойства цементов. Поэтому необходимо, чтобы по химико-минералогическому составу исходного клинкера и содержанию активных минеральных добавок цементы полностью удовлетворяли требованиям, которые регламентированы стандартами и другими нормативными документами.
Гидрофобный цемент: состав, гидрофобизирующие добавки, применение
Один из основных недостатков обычного цемента – высокая гигроскопичность, то есть способность поглощать пары из воздуха. В связи с этим гарантированный срок хранения цемента в соответствующих условиях, расфасованного в бумажные мешки, составляет не более 2 месяцев. Более длительное хранение приводит к слеживанию, образованию комков, а следовательно, потере рабочих свойств и снижению прочности готового бетонного элемента. Учитывая потребности заказчиков, производители предлагают гидрофобный цемент, который отличается от стандартного присутствием специальных гидрофобизирующих добавок. Продукт с такими присадками практически невосприимчив к атмосферной влаге. Хранить его можно в бумажных мешках не менее года без потери рабочих характеристик.
Процесс изготовления
От производства стандартного цемента процесс изготовления гидрофобного состава отличается единственной особенностью – добавлением гидрофобизирующего компонента в основной клинкер перед его измельчением.
Совместное измельчение портландцементного клинкера, водоотталкивающей присадки и гипса обеспечивает сохранение традиционных характеристик и приобретение новой – инертности к атмосферной влаге. Необходимое количество присадок определяется технологами цементных заводов и зависит от:
- тонкости помола клинкерной смеси;
- химико-минералогического состава сырья;
- вида добавки.
Принцип действия добавок состоит в образовании мономолекулярного воздушного слоя, который в дальнейшем защищает поверхность цементного зерна от воздействия влажной среды. Если количество гидрофобизирующих добавок будет недостаточным, то их эффективность будет низкой. При слишком высокой концентрации присадки будут слишком активно взаимодействовать с воздухом, что приведет к снижению прочности затвердевшего продукта.
Гидрофобизации подвергаются обычные портландцементы марок М400, М500, М600, а также специализированные марки. Технология приготовления строительных смесей и растворов на основе гидрофобного цемента такая же, как и на базе обычного вяжущего, и такое же время перемешивания в бетономешалке – 1,5-2 минут. Увеличение этого периода приведет к повышению количества вовлеченного воздуха и может стать причиной снижения прочности конечного продукта.
Особенности гидрофобного портландцемента
Основные свойства гидрофобизированного вяжущего:
- пониженная гигроскопичность и капиллярный подсос при хранении и транспортировке в неблагоприятных условиях;
- способность придавать пластичным строительным смесям повышенную удобоукладываемость;
- способность сообщать отвердевшим продуктам повышенные водонепроницаемость и морозостойкость;
- снижение скорости испарения воды в условиях низкой влажности, что упрощает уход за бетоном и обеспечивает его повышенную прочность.
Гидрофобные цементы при хранении во влажных условиях в течение 3-6 месяцев увеличиваются в объеме не более чем на 3,5 %, в то время как обычное вяжущее – до 14 %. Они способны противостоять впитыванию воды в течение 5 минут, в то время как обычное вяжущее начинает впитывать воду практически сразу же. Особенно сильно повышается инертность к воздушным парам у пуццолановых и шлакопортландцементов при гидрофобизации мылонафтом или олеиновыми кислотами.
Специалисты особо отмечают, что при хранении гидрофобные цементы не только не слеживаются, но и повышают свою активность.
Еще одна особенность материала – замедленное твердение в первые сутки.
Период набора марочной прочности такой же, как и у традиционного материала, – 28 суток.
Гидрофобизирующие добавки
В качестве гидрофобизаторов применяют:
- мылонафт;
- асидол-мылонафт;
- олеиновую кислоту или окисленный петролатум;
- различные кислоты синтетического происхождения.
Добавки составляют не менее 0,3 % от общей массы. Современные технологии производства и применения гидрофобных добавок позволяют избавиться от нежелательных последствий, которые вызывает их использование – усиленного образования пыли при помоле сырьевой смеси и повышенного воздухововлечения при изготовлении цементных растворов и смесей.
Области применения
Гидрофобные цементы используются в областях, в которых необходимы водонепроницаемость и высокая марка морозостойкости конечного продукта.
Они незаменимы в следующих случаях:
- Необходимость длительного хранения и транспортировки цемента, особенно речным и морским транспортом.
- Изготовление растворов для наружной декоративной отделки зданий, гидроизоляционных штукатурных составов. Гидрофобные цементы применяют для оштукатуривания зданий при высокой опасности появления высолов на стенах.
- Производство бетонов, используемых в дорожном строительстве, для устройства аэродромных покрытий.
- Изготовление гидротехнических бетонных смесей, которые планируется доставлять к месту укладки бетононасосами.
Рекомендации по применению
Гидрофобный цемент имеет повышенные тонкость помола и сыпучесть. Поэтому желательно доставлять цементный продукт к месту назначения в таре, особенно в ситуациях, когда разгрузочные работы осуществляются в помещениях ручным способом.
Гидрофобизация не изменяет основные характеристики портландцемента, характер его твердения, конечные свойства готового продукта. Поэтому необходимо, чтобы состав исходной сырьевой смеси и модифицирующие добавки соответствовали требованиям стандартов и проектной документации на объект.
- 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.
Характеристики и способы изготовления водонепроницаемого (гидрофобного) цемента
Водостойкий цемент — материал, необходимый для обустройства подвергающихся воздействию воды объектов. Это сырье не портится от влияния жидкости и повышенной влажности воздуха, поэтому является весьма востребованным при постройке бассейнов, фундаментов, погребов. Применение бетона снижает денежные расходы в будущем, ведь срок службы конструкций серьезно возрастает.
Потребность во влагостойком цементе
Любой цемент по мере застывания остается пористым, ведь в его толще сохраняются мелкие воздушные пузырьки. Последние становятся мини-резервуарами для влаги, которая просачивается из грунта, появляется во время таяния снега и выпадения осадков. В результате вода скапливается внутри материала, отрицательно влияет на его свойства и может спровоцировать разрушение конструкций. Наибольшее количество воздушных пор появляется при нарушении водоцементного соотношения во время разведения раствора, при плохом уплотнении слоя, высоких механических нагрузках.
Водонепроницаемость бетона
Влагостойкий цемент представляет собой особый вид материала, в котором практически нет пустот — пор, капилляров, пропускающих воду. Благодаря исключению воздушных полостей или их заполнению иными веществами такой цемент получается очень плотным. Если сделать готовую конструкцию монолитной, без стыков и швов, она получится полностью водонепроницаемой.
Гидрофобный цемент широко применяется при обустройстве сооружений, на которые воздействует вода или высокая влажность, при этом потребность в дополнительных гидроизоляционных мероприятиях значительно сокращается.
Типы материалов
Существует несколько типов влагостойкого цемента, которые различаются составом, структурой, техническими характеристиками. Все они считаются гидрофобными, но по-разному используются в работе.
Расширяющийся цемент
Материал расширяющегося типа включает около 70% глиноземистого цемента, 20% полуводного гипса и около 10% добавки — гидроалюмината кальция, благодаря которой он увеличивает свой объем. В ходе химической реакции полимеризации элементы возрастают в объеме и привязывают к себе молекулы цемента.
Расширяющийся гипсоглиноземистый цемент
Расширяющийся цемент незаменим при производстве конструкций из железобетона, ведь он не имеет пустот и трещин. С его помощью можно восстанавливать старые постройки, проводить ремонт, он идеален для бассейнов, дамб, плотин. Поверхностное застывание цемента начинается сразу же и завершается уже через 10 минут, причем чем больше влажность, чем сильнее он расширяется. Через трое суток материал будет по прочности соответствовать марке М300, а через месяц — М500.
Безусадочный цемент
Этот материал также применяется для возведения объектов, которые постоянно или периодически взаимодействуют с водой. Водонепроницаемый цемент с безусадочными свойствами включает до 85% глиноземистого портландцемента, 5% асбеста, по 5% полуводного гипса и алюмината кальция. Также в состав могут входить боксит, азотнокислый кальций, ферросилиций и известняк.
Глиноземистый цемент в высокой концентрации отвечает за быстрое отверждение раствора — уже через 1 час он обретает до 75% своей прочности. Масса должна застывать при повышенной влажности (около 70%), в результате чего происходит кристаллизация добавок и значительное уплотнение цементного камня. Также благодаря присутствию некоторых веществ материал обретает антикоррозионные свойства, которые не позволяют железобетонным конструкциям ржаветь. Целесообразно применять безусадочный цемент только при условии высокой влажности, так как в сухих помещениях он будет давать усадку.
Быстротвердеющий цемент
Подобные растворы застывают раньше других и обретают полную прочность уже через 3 суток после заливки. В них добавляют трехкальциевый силикат в большом объеме (до 50%), который и обеспечивает нужные технические свойства. Цемент хорошо подходит для создания сверхпрочных бетонов, для ускорения выполнения кладки, производства железобетонных плит и тротуарной плитки.
Минусы у быстротвердеющего цемента тоже имеются. Этот материал довольно дорогой, и работать с ним можно только при наличии опыта. Если не произвести заливку быстро, смесь отвердеет и будет испорчена. Экологичность состава находится не на высоком уровне, и трудиться с ним можно только снаружи помещений.
Гидрофобные добавки
Для увеличения прочности бетона применяют всевозможные добавки. Их можно разделить на три большие группы:
- Пластифицирующие. При добавлении в бетон формируют пленку, которая обволакивает частицы цемента, делая их скользкими и повышая подвижность бетонного раствора. Некоторые виды пластификаторов действуют иным образом — создают вокруг частичек цемента электрический заряд, чем увеличивают подвижность бетона. Другие добавки сочетают в себе оба свойства (например, поликарбоксиликат). В результате материал обретает водонепроницаемость, прочность, морозостойкость, у него отсутствует склонность к растрескиванию.
- Кольматирующие. Способствуют уплотнению раствора после его высыхания. В ходе реагирования с цементом и водой создают нерастворимые соединения, заполняющие микропоры в бетоне. Чаще всего в роли кольматирующей добавки выступает микрокремнезем или вещества проникающего действия. Последние можно не вводить в раствор, а покрывать ими уже залитый слой, при этом они закупоривают поры.
- Полимерные. Предназначены для придания составу подвижности, эластичности. Помогают сделать бетон непроницаемым для влаги и стойким к появлению трещин.
Состав и производство материала
Для создания гидрофобного раствора используется только цемент самого тонкого помола. Добавки подбираются производителем согласно заданным требованиям, которым должен соответствовать готовый состав. Обычно используется портландцемент марки М500 (или материал не ниже марки М400), в котором размешиваются остальные вещества.
В качестве наполнителей применяют песок, щебень (гравий). Соотношение этих компонентов с цементом чаще всего составляет 1:3:6, а для получения высокопрочных бетонов — 1:2:2. Также в раствор вводят пластификаторы или кольматирующие добавки.
Область применения цемента
Материал используют в условиях повышенной влажности или контакта с водой, если есть риск разрушения конструкций. Он хорошо подходит при невозможности осуществления гидроизоляционных мероприятий. Обычно из водостойкого цемента делают фундаменты на влажных почвах, строят конструкции при низком залегании грунтовых вод, сооружают подвалы, погреба, колодцы, резервуары. Прочие сферы его применения:
- конструкции на большой глубине;
- изолирующие оболочки в железобетонных сооружениях;
- устройства фильтрации воды;
- туннели (подводные и подземные);
- цоколи;
- стволы шахт;
- бетонные объекты, требующие восстановления;
- водонепроницаемые швы;
- чаши бассейнов;
- гаражи;
- септики;
- водопроводы и декоративные пруды.
Водостойкий цемент своими руками
Перед началом работы нужно приобрести все составляющие и строго отмерить пропорции компонентов. Примером состава является такой:
- цемент — 125 кг;
- песок — 30 кг;
- щебень — 55 кг;
- добавка «Дегидрол» — 200 мл;
- вода — 10 л.
Разводят водой добавку, отдельно соединяют все сухие ингредиенты. После замешивают состав с жидкостью, доводят до однородной консистенции. При изготовлении раствора в бетономешалке вначале заливают жидкие составляющие, потом всыпают сухие и перемешивают раствор в течение 5 минут. Консистенцию состава регулируют в зависимости от потребности, но в любом случае объем воды не должен превышать 40% от общей массы.
Важно, чтобы в песке не было примесей глины, иначе прочностные свойства бетона снизятся. Идеально подходящая для раствора фракция песка равна 0,25-1 мм. Что касается щебня, то он должен быть разного размера, причем мелкозернистый камень обязан составляет не менее 20% от количества крупнозернистого.
Виды добавок
Все вводимые в состав цемента добавки увеличивают его прочность, повышают срок службы, уменьшают число каналов, через которые водяные пары способны проникать в структуру готового бетонного камня. Самыми популярными добавками, которые придают бетону влагостойкие свойства, являются:
- «Працтин»;
- «Дегидрол»;
- «Церезин Нормал»;
- «Трицосал Н»;
- «Бетфикс».
Указанные вещества вводят в количестве 0,1-3% от общего объема раствора. Они представляют собой ПАВы с пластифицирующими свойствами и способствуют серьезному улучшению эксплуатационных свойств цемента. Если слой бетона уже затвердел, используют поверхностное нанесение неорганических солей металлов. В качестве гидрофобизирующих добавок в раствор вводят силикон и щелочные соли.
Вибрирование
Процедура позволяет удалить лишний воздух, который все-таки проник в состав бетона при заливке. С помощью вибрирования можно значительно уплотнить слой раствора. Его проводят с применением спецтехники — глубинных маятниковых, планетарных, электромеханических вибраторов.
Уплотнение бетона вибрированием к содержанию ↑
Уход за бетонными конструкциями
После выполнения заливочных мероприятий в течение 72 часов сбрызгивают слой бетона водой (каждые несколько часов). Чтобы влага слишком быстро не испарилась, сверху покрывают конструкцию плотным целлофаном. Сохранение влажности снизит риск усадки от чересчур скорого высыхания и предотвратит растрескивание, разрушение и деформирование бетона.
Водостойкий цемент позволяет возводить действительно прочные и долговечные конструкции, причем использовать его можно своими руками, без привлечения специалистов. Данный материал оптимизирует труд строителей, широко применяется на разных этапах работ и экономит затраты на ремонт и создание новых строений.
Гидрофобный портландцемент рекомендуется использовать для бетонирования конструкций
Статьи Материалы Минеральные вяжущие вещества Гидрофобный цементГидрофобный цемент
Обычный цемент не пригоден к длительному хранению, особенно в производственных условиях, из-за потери активности, которая происходит в результате адсорбции влаги из воздуха поверхностью зерен цемента. Потеря тем больше, чем больше влажность среды, в которой хранится цемент.
Для повышения сопротивляемости цемента действию влаги при хранении и улучшения некоторых свойств портландцемента М. И. Хигерович и Б. Г. Скрамтаев предложили так называемый гидрофобный цемент (водоотталкивающий).
Его получают совместным помолом клинкера портландцемента с гидрофобными добавками типа мылонафт, асидол, окисленный петралатум, олеиновая кислота и другие продукты перегонки нефти. Эти добавки вводятся в цемент в количестве от 0,06 до 3 % от массы цемента.
Принцип действия добавок основан на адсорбции молекул добавки к зернам цемента, при этом на поверхности зерен образуется мономолекулярный слой в виде т. н. «частокола Лэнгмюра», который препятствует доступу воды к поверхности зерен. Излишнее количество добавки ухудшает свойства цемента за счет вовлечения большого количества воздуха при перемешивании бетонной смеси, что сказывается на прочности бетона.
Схематично оптимальное содержание добавки можно представить так - молекулы гидрофобной добавки, состоящие из радикала и полярной части, которой они прилипают к поверхности зерна таким образом, что радикалы молекул располагаются к периферии. Между радикалами, которые являются нейтральными к поверхности цементных зерен, защемлена воздушная прослойка, которая препятствует проникновению воды к поверхности зерна.
Данный цемент находит широкое применение, где более полно используются такие его свойства, как водонепроницаемость, повышенная морозостойкость и воздухостойкость, а именно для бетонов дорожного и гидротехнического строительства. Кроме того, его целесообразно применять для облицовки и оштукатуривания поверхностей зданий, где возникает опасность появления выцветов на поверхности.
Гидрофобный портландцемент
В зависимости от внешних условий и требований, цемент практически всегда имеет в своем составе несколько добавочных компонентов. Они не только помогают снизить стоимость материала, но и зачастую решают важные проблемы и задачи, то есть делают конструкцию максимально прочной, долговечной и сводят к нулю вероятность появления усадки и трещин. Действительно, каждый подвид цемента имеет свои преимущества и полезные свойства, к примеру, гидрофобный портландцемент характеризуется длительным сроком хранения, что нередко позволяет сэкономить.
Особенности гидрофобного портландцемента
Производство цементной смеси с гидрофобными добавками, как правило, процесс стандартный и не имеет существенных отличий от производства материала другой разновидности.
Количество веществ высчитывается в индивидуальном порядке, в зависимости от помола, вида добавки и самой конструкции. Проверить качество полученной смеси очень просто, ведь хороший гидрофобный цемент:
- не будет впитывать в себя воду около 5 минут;
- будет обладать пониженной гигроскопичностью;
- не будет слипаться в комья при попадании небольшого количества воды в смесь.
Кроме того, гидрофобный цемент считается удобным для укладывания, ведь сохраняет подвижность и гибкость. Он не боится морозов, огня и достигает максимальной прочности через 28 дней после заливки раствора.
Что такое гидрофобные добавки?
- Гидрофобные добавки, которые не растворяются и не вступают в реакцию, а значит, так и остаются механической смесью. Это парафин, кальциевые соли жирных кислот и стеариновая кислота.
- Гидрофобизирующие компоненты – это, наоборот, растворимые компоненты, а именно калиевые и натриевые мыла разнообразных кислот. Они вступают в реакцию и создают те самые гидрофобные вещества.
Количество подобных веществ в составе цементной смеси совсем незначительное 0,1-0,3 %, однако превышать эту дозировку не стоит: это сделает процесс застывания более длительным, к тому же в общем уменьшит прочность конструкции.
Сферы использования гидрофобного цемента
Как правило, об использовании гидрофобного цемента задумываются, если необходимо возводить здания и конструкции в условиях повышенной влажности. Именно поэтому такой материал незаменим, если нужно:
- Выполнить перевозку смеси на дальние расстояния. К примеру, морем, в трюме корабля;
- Произвести оштукатуривание фасадов домов или других конструкций;
- Замесить гидротехнический бетон и возвести конструкцию с максимальными влагостойкими свойствами;
- Изготовить легкие или ячеистые бетонные элементы.
Гидрофобный портландцемент также применяется для строительства аэродромов и дорог, однако для добротных построек нужен материал очень высокого качества, поэтому выбирать производителя нужно тщательно.
Читайте также: