Расширяющая добавка для бетона

Обновлено: 24.04.2024

Одной из основных задач современного строительства является разработка и внедрение новых высокоэффективных строительных материалов, позволяющих обеспечить надежность и долговечность конструкций на их основе. Большое разнообразие строительных сооружений, различие в условиях их возведения и эксплуатации вызвали необходимость создания специальных вяжущих и бетонов на их основе.

В последние десятилетия в НИИЖБе были разработаны и применены в различных областях строительства напрягающие бетоны и бетоны с компенсированной усадкой, позволяющие обеспечивать конструкциям на их основе повышенную водонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость. Такие бетоны изготовляют на основе портландцемента и расширяющих добавок. Последние могут быть получены как по обжиговой, так и по безобжиговой технологиям с использованием различных промышленных отходов. Среди разнообразия запатентованных в России добавок особый интерес представляют алюминатно-сульфатные и алюмооксидные добавки, а также их комбинации, свойства которых определяются условиями гидратации и твердения алюминатов и сульфоалюминатов кальция, а также их соединений с силикатами и сульфатами.

Изучением условий образования гидрата сульфоалюмината кальция, его модификаций, порядка их превращений и устойчивостью структуры занимаются многие исследователи. Однако единого взгляда относительно свойств гидратов сульфоалюминатов кальция не установлено. Наоборот, во многих случаях высказываются прямо противоположные мнения.

Одни считают, что при гидратации исходных материалов может образовываться только трехсульфатная форма гидросульфоалюмината кальция C₃A(CS)₃H₃₂, которая не является устойчивой фазой и может перекристаллизовываться в более стабильную (низкосульфатную) C₃A(CS)H₁₂; другие утверждают, что, наоборот, стабильной является высокосульфатная форма, которая может распадаться только в определенных, редких условиях; третьи полагают, что в среде гидроокиси кальция всегда образуется в устойчивой форме низкосульфатная форма; наконец, некоторые ученые считают возможным существование в системе затвердевшего сульфоалюминатного вяжущего двух и даже более форм гидратов сульфоалюмината кальция.

По выдвинутой проф. В.В.Михайловым теории расширения цементного камня, образование гидрата сульфоалюмината кальция и появление свободных и связанных деформаций объясняется тем, что при гидратации исходных минералов и химических соединений в среде, насыщенной гидрооктсью кальция, сначала образуется низкосульфатная форма гидрата сульфоалюмината кальция C₃A(CS)H₁₂ или ее аналоги, которые затем в водной среде перекристаллизовываются в высокосульфатную форму C₃A(CS)₃H₃₂.

В среде, насыщенной гидроокисью алюминия, или в чистой водной среде сразу быстро образуется высокосульфатная форма гидрата сульфоалюмината кальция, аналогично тому, как в среде гидроокиси кальция быстро возникает низкосульфатная форма гидрата сульфоалюмината кальция. Обычно процессы завершаются в течение первых 3. 7 сут твердения.

Перекристаллизация, по мнению В.В.Михайлова, может быть замедлена или даже временно прекращена уменьшением количества воды затворения, повышением температуры среды до 90. 100°С и перенасыщением среды известью. В этих условиях в цементном камне возникает наибольшее количество низкосульфатной формы гидрата сульфоалюмината кальция.

Наоборот, ускорение перекристаллизации низкосульфатной формы в высокосульфатную форму гидрата сульфоалюмината кальция или непосредственное образование высокосульфатной формы достигается понижением содержания в среде гидроокиси кальция путем обводнения структуры или даже переводом в среду, насыщенную гидроокисью алюминия.

Чем больше в составе твердеющего напрягающего цемента образуется низкосульфатной формы гидрата сульфоалюмината кальция, готового к перекристаллизации в момент достижения раствором или бетоном достаточной прочности (порядка 80. 150 кг/см 2 ), тем энергичнее в определенных условиях произойдет его перекристаллизация и существенно выше будет степень самонапряжения. К сожалению, использование названнных средств в практических случаях затрудняется, потому что с уменьшением количества воды затворения усложняется быстрая и плотная укладка в формы бетонной смеси, нагрев бетона до температуры 90. 100°С требует времени, а к моменту достижения бетоном прочности 80. 150 кг/см 2 и подачи избытка воды значительная доля гидрата сульфоалюмината кальция уже образовалась и перекристаллизовалась без возникновения ожидаемого самонапряжения. В результате для полезной работы самонапряжения может быть использована только часть исходных алюмосульфатных материалов кальция, а это указывает на то, что имеются возможности существенного улучшения состава НЦ и процесса самонапряжения.

Известно, что основные свойства структуры цементного камня (кинетика роста прочности, расширения и самонапряжения) зависят от образовавшегося при гидротермальном твердении гидросульфоа-люмината кальция. Свойства последнего обусловлены многими факторами, в том числе такими, как природа алюминатного компонента, расширяющей добавки, ее качественный и количественный состав, состав исходного портландцемента и др.

Объемные деформации твердеющей структуры зависят от степени гидратации, количества воды, необходимой для полной гидратации, степени заполнения порового пространства. Расширение цементного камня связано с увеличением объема твердой фазы, образующейся при гидратации, и вызывается той ее частью, которая не способна разместиться в поровом пространстве гидратирующейся структуры.

Для исследований* был использован среднеалюминатный портландцемент, содержащий (%): C₃S — 56,4; C₂S — 16,3; С₃А — 7,5; C₄AF — 12,2; CaSO₄ —4,9; MgO — 1,0. Из напрягающего цемента, полученного из портландцемента и расширяющей добавки, а также из исходного портландцемента изготавливали образцы, которые после 1 суг герметичного хранения помещались в воду. Через 1, 3, 7, 14 и 28 сут в образцах определяли п.п.п., общее содержание сульфатов, содержание гипса (CSH₂) и различных форм гидросульфоалюминатов кальция C₆AS₃H₃₂ и C₄ASH₁₂. В табл. 1 и 2 приведены данные по кинетике образования сульфатосодержащих фаз при гидратационном твердении вяжущих, а также эти данные, пересчитанные на эттрингит и моносульфогидросиликат кальция.

РДн представляет собой тонкоизмельченную смесь, состоящую из алюминатных или сульфоалюминатных и сульфатных компонентов. РДн вводится в обычный бездобавочный портландцемент для получения цемента с уникальными специфичными свойствами. На основе портландцемента с добавкой РДн можно получить специальные бетоны (растворы) с компенсированной усадкой и напрягающие.

Портландцемент с добавкой РД-Н обладает всеми положительными качествами бездобавочного портландцемента и дополнительно обеспечивает в бетонах (растворах) высокую водонепроницаемость без дополнительной гидроизоляции ( W 16 и выше), исключение усадки и ее отрицательных последствий, повышенную морозостойкость, повышенную стойкость в агрессивных средах, высокую прочность на растяжение при изгибе.

РД-Н применяется в качестве добавки к бетонам (растворам) в промышленном и гражданском строительстве:

· при ремонте, реконструкции и новом строительстве гидротехнических сооружений; изготовлении и восстановлении монолитных и сборных емкостей и резервуаров (бассейнов, водонапорных, канализационных и очистных систем);

· приготовлении влагонепроницаемых штукатурных составов, в том числе с целью сохранения теплоизоляционных свойств пористых марок бетонов и природных материалов (например, ракушечника);

· строительстве и ремонте подземных сооружений: тоннелей, шахт, метрополитена;

· хранилища радиоактивных (РАО) и других отходов;

· обустройстве покрытий в зонах с повышенными нагрузками: на мостах и аэродромах;

· приготовлении безусадочных бетонов (растворов);

· строительстве объектов спортивного назначения (катки, трибуны, беговые дорожки);

· проведении аварийных и экстренных работ;

· в индивидуальном жилищном строительстве для гидроизоляции подвалов, цокольных этажей, бань, гаражей, бассейнов;

· для производства сухих строительных смесей специального назначения (гидроизоляционные, ремонтные, фасадные и т.д.).

В других случаях и при возникновении вопросов, связанных с применением данного продукта, за консультациями обращайтесь к специалистам ООО «Консолит».

ПОДГОТОВКА ОСНОВАНИЯ

Перед началом работ необходимо подготовить основание. Оно должно быть прочным, ровным, очищенным от отслаивающихся частиц, остатков краски, извести, пыли, масляных пятен и соответствовать требованиям СП 71.13330.2017. При наличии на основании участков активных протечек (подпора) воды необходимо предварительно ликвидировать такие протечки при помощи сверхбыстротвердеющего, расширяющегося ремонтного состава CONSOLIT BARS 100. Во многих случаях, особенно там, где возможен значительный подпор воды, с целью получения более прочного гидроизоляционного слоя рекомендуется устанавливать армирующую сетку с размером ячейки от 50 до 200 мм. Диаметр проволоки арматуры принимается равным 4- 6 мм . Поверхность арматуры также не должна иметь следов смазки, загрязнений и ржавчины. Армирующая сетка крепится к основанию с зазором между арматурной сеткой и поверхностью основания не менее 10 мм . При этом слой растворной смеси над ней должен быть не менее 20 мм . Пылящие, сильно впитывающие влагу поверхности, поверхности после монтажа арматуры обработать грунтовочным составом CONSOLIT 300 (два слоя) При работе по плотным, слабовпитывающим поверхностям (как бетон, железобетонные плиты и т. д.) рекомендуется обработать поверхность адгезионной грунтовкой CONSOLIT 301. Применение грунтовок обеспечивает высокую степень сцепления гидроизоляционной растворной смеси с основанием.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

Приготовление бетонных (растворных) смесей осуществлять только в механических смесителях (ручное перемешивание не рекомендуется). При приготовлении бетонной (растворной) смеси РД-Н может вводиться в смеситель, как с портландцементом, так и непосредственно в готовую бетонную (растворную) смесь. Но при этом необходимо обеспечить тщательное механическое перемешивание и точное соблюдение заданного соотношения с портландцементом по массе. Длительность приготовления бетонной (растворной) смеси с РД-Н в смесителе будет в 1,5-2,0 раза дольше по сравнению со временем приготовления обычного бетона. При приготовлении бетонных (растворных) смесей с РД-Н также возможно дополнительно использовать и другие добавки (пластифицирующие, противоморозные, воздухововлекающие, комплексные и др.). Расчетные характеристики бетонов с расширяющей добавкой РД-Н и особенности проектирования конструкций из этого бетона регламентированы СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции".

Ориентировочные соотношения компонентов бетонных смесей с добавкой РД-Н (РД-Н / ПЦ500-Д0 или (ПЦ400-Д0) / песок / щебень / вода) составляют: (0,1…0,15) / (0,85…0,9) / (1,2…1,4) / (2,0…2,3) / (0,4…0,5). Более высокие значения доли песка и щебня относятся к более массивным конструкциям, меньшие значения - к тонкостенным конструкциям и элементам на мелком щебне. Для получения растворной смеси с добавкой РД-Н ориентировочные соотношения компонентов растворных смесей с добавкой РД-Н (РД-Н / ПЦ500-Д0 (ПЦ400-Д0) / песок / вода) составляют: (0,1…0,15) / (0,85…0,9) / (1,0…3,0) / (0,4…0,5). Меньшие значения доли песка также относятся к тонкостенным элементам и конструкциям.

Примеры составов бетонных (растворных) смесей на основе бездобавочного портландцемента с расширяющей добавкой РД-Н:

1. Состав бетонной смеси: для изготовления ванны бассейна или промышленного пола из монолитного железобетона из расчета расхода на 1м 3 бетона: РД-Н - 60 кг ; портландцемент СЕМ I 52,5 Н (СЕМ I 42,5 Н) – 440 кг ; песок (чистый, мытый, с модулем крупности М_КР. = 2,0. 3,0 и содержанием глинистых включений до 1%) - 650 кг ; щебень (гравий, гранитный щебень 5…20 мм) - 1050 кг ; суперпластификатор С-3 (сухой) -3 кг ; вода (чистая) -200 л .

2. Состав растворной смеси: для нанесения гидроизоляционного покрытия толщиной до 30 мм на поверхность из обычного бетона, железобетона или кирпичной кладки из расчета расхода на 1 м 3 раствора: РД-Н - 80 кг ; портландцемент СЕМ I 52,5 Н (СЕМ I 42,5 Н) - 570 кг ; песок (чистый, мытый, с модулем крупности М_КР. = 2,0. 3,0 и содержанием глинистых включений до 1%) - 950 кг ; вода (чистая) - 250 л .

В связи с тенденцией к снижению жизнеспособности бетонной смеси при ее смешении с РД-Н, в случае ее транспортировки в автомашине-миксере рекомендуется вводить РД-Н в бетонную смесь непосредственно на стройплощадке и использовать бетон сразу после его перемешивания с добавкой.

ПОРЯДОК РАБОТЫ

Приготовленная гидроизоляционная растворная смесь наносится слоем 20 - 30 мм . Растворную смесь наносить на поверхность за 2 – 3 прохода при общей толщине 30 мм . Допускается наносить раствор вручную при обеспечении хорошего уплотнения смеси.

После выполнения работ необходимо создать следующие условия твердения бетонной (растворной) смеси: в течение первых суток после затворения – укрытие полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения влаги с поверхности бетона (раствора), в течение 1 – 2 недель поддерживать влажные условия твердения путем укрытия, при необходимости периодический полив распыленной водой и т.п.

Мы также готовы рассмотреть возможность производства расширяющей добавки РД-Н по индивидуальным заказам потребителей.

Работы следует выполнять при температуре основания и окружающей среды от +5 О С до +30 О С.

Все свежие статьи публикуются в электронном журнале ВесьБетон.

Журнал «ВесьБетон»— всегда свежая и профессиональнаяматериалов, добавках, оборудовании и многом другом.

Особенности журнала ВесьБетон:

Большое разнообразие строительных сооружений, различие условий их возведения и эксплуатации, а также необходимость повышения долговечности этих сооружений сделали актуальной проблему создания специальных вяжущих и бетонов на их основе.

В 70-х годах XX века в НИИЖБ разработаны напрягающие бетоны и бетоны с компенсированной усадкой, обеспечивающие конструкциям на их основе повышенную водонепроницаемость, морозо- и трещиностойкость, для применения в различных областях строительства. Такие бетоны создаются на основе портландцемента (ПЦ) и расширяющих добавок (РД), которые могут быть получены как по обжиговой, так и по безобжиговой технологии с применением различных отходов промышленных производств. Среди многочисленных запатентованных в России добавок особый интерес представляют алюминатно-сульфатные и алюмооксидные добавки, а также разные их комбинации, свойства которых определяются условиями гидратации и твердения алюминатов и сульфоалюминатов кальция, а также их соединений с силикатами и сульфатами.

В качестве сырья для получения таких добавок могут быть использованы природные материалы и промышленные отходы. Особый интерес представляет утилизация крупнотоннажных отходов, которая позволяет решать проблемы охраны окружающей среды и ресурсосбережения в строительстве.

Эти добавки вводят в мельницу при производстве цементов или в бетоносмеситель при приготовлении бетонной смеси.

Введение расширяющей добавки в процессе приготовления бетонной смеси регулирует энергию расширения вяжущего, что позволяет получать бетоны для сборного и монолитного строительства, как с компенсированной усадкой, так и напрягающие с различной энергией самонапряжения, обеспечивая высокое качество изделий.

Как известно [см. Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. М.: Стройиздат, 1986], в основе расширения бетонов с использованием РД лежит то же явление, что и при коррозии III вида [см. Москвин В.М. Коррозия бетона. М.: Госстройиздат, 1952; Михайлов В.В., Рубецкая Т.В., Титова Л.А. К вопросу о сульфатостойкости бетона на напрягающем цементе // Бетон и железобетон. 1974, № 3], т.е. наличие растягивающих усилий, возникающих в порах бетона в результате увеличения объема кристаллизующихся солей или замерзания воды.

При этом явления, которые происходят во время сульфатной коррозии, аналогичны процессам расширения взаимодействия алюмо- и сульфатсодержащих материалов, т.е. образованию гидросульфоалюмината кальция (ГСАК) в первые сутки параллельно с гидратацией. В этот период структура бетона склонна к пластическим деформациям, и образование ГСАК не приводит к ее разрушению.

Следует отметить, что при применении напрягающих бетонов или бетонов с компенсированной усадкой в конструкциях необходимое ограничение деформации расширения бетонов достигается путем использования арматуры или торцевого ограничения. При этом возникающие растягивающие усилия от образования ГСАК не только не опасны, но и способствуют созданию плотной и прочной структуры за счет обжатия бетона. Кроме того, кристаллы ГСАК в порах и на поверхности новообразований как бы дисперсно армируют цементный камень. Для оценки связывания основных компонентов ГСАК были проведены комплексные физико-химические исследования кинетики процессов гидратации различных вяжущих, результаты которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 Кинетика связывания воды, SO3 и кристаллизации эттрингита

Вяжущее в бетоне

Содержание связанной воды, %

Содержание несвязанного SO3 (непрокаленное вещество), %

Из данных таблицы 1 видно, что в бетонах на основе ПЦ и РД сразу после затворения их водой на поверхности цементных частиц образуются гелеобразные продукты гидратации, и уже в первые часы появляются крупные кристаллические новообразования ГСАК игольчатой формы, которые, переплетаясь, дополнительно связывают между собой частицы цемента.

Содержание соли (эттрингита), как в возрасте 1 суток, так и 28, в составах на основе ПЦ и РД в 2 с лишним раза больше, чем у аналогичных бетонов на ПЦ, в то время как гипс практически весь связывается уже к 7 суткам. Все это создает необходимые условия для получения прочной и плотной структуры бетона.

При длительном агрессивном воздействии внешней среды за счет оставшихся алюминатов может образоваться некоторое количество кристаллизующихся солей (эттрингит, хлоралюминат и др.). Это, в свою очередь, является дополнительным источником расширения бетона и в условиях ограничения деформаций (даже в уже сформировавшейся структуре материала) не представляет опасности, вызывая лишь дополнительное напряжение в арматуре [см. Михайлов В.В., Рубецкая Т.В., Титова Л.А. К вопросу о сульфатостойкости бетона на напрягающем цементе // Бетон и железобетон. 1974, № 3]. Благодаря повышенному дополнительному армированию цементного камня кристаллизующимися солями при введении расширяющих добавок изменяется пористость и повышается плотность бетона.

Стойкость бетона на многокомпонентном вяжущем (ПЦ + РД) в значительной степени определяется его водонепроницаемостью и морозостойкостью.

Таблица 2 Эксплуатационные характеристики бетонов с компенсированной усадкой

Морозо-стойкость (число циклов)

Прочность, кгс/м2 (сжатие / изгиб)

Марка по водо-непроницаемости W

485 / 68,7
698 / 89,7

С компенсированной усадкой

Как видно из таблицы 2, применение в составе бетона вяжущего на основе ПЦ и РД позволяет улучшить эксплуатационные характеристики бетонов. При одном и том же расходе вяжущего введение расширяющих добавок в состав бетона значительно увеличивает прочность, как при сжатии, так и при изгибе, а также повышает морозостойкость и водонепроницаемость.

Такие свойства многокомпонентного вяжущего, как плотная структура и непроницаемость бетонов на его основе, а также трещиностойкость самонапряженного железобетона в сочетании с высокими прочностными показателями, особенно при воздействии изгибающих и растягивающих усилий, обусловливают эффективность применения вяжущего в бетонах разнообразных конструкций (бесшовных полах промышленных зданий, емкостях различного назначения, спортивных сооружениях и т.п.).

Покрытия полов промзданий, спортивных и других сооружений, представляющие собой относительно тонкий слой, выполняются либо по бетонному основанию на грунте, либо по железобетонному перекрытию.

Помимо специальных требований по стойкости к износу, ударным и агрессивным воздействиям, электризации, беспыльности и т.п., к бетонным полам предъявляются требования по трещиностойкости и водонепроницаемости.

Трещиностойкость бетонных покрытий при воздействии усадочных температурных факторов и внешней нагрузки определяется жесткостью основания, сцеплением с ним и в основном его деформативностью без образования трещин.

Небольшая предельная растяжимость обычного бетона вызывает необходимость устройства деформационных швов в бетонных покрытиях с определенным шагом в зависимости от возможных температурных и влажностных перепадов. Специальная изоляция в виде ковра из рулонных материалов (или иным способом) обеспечивает водонепроницаемость бетонных полов. При введении полимерных и других добавок улучшаются ударная вязкость и водонепроницаемость бетона в полах, что, однако, отрицательно сказывается на других показателях.

Повысить трещиностойкость и обеспечить водонепроницаемость покрытий полов можно путем использования бетонов с компенсированной усадкой или напрягающих. Трещиностойкость покрытия обусловливается преднапряжением, которое достигается как в полностью бетонном с компенсированной усадкой покрытии, так и в бетонном, ограниченном по периметру обвязкой, воспринимающей расширение покрытия.

Преднапряжение может быть рассчитано в зависимости от активности РД, состава бетона, степени и характера армирования либо упругой податливости обвязки.

Наиболее эффективным является применение таких бетонов для полов промзданий и гаражей без оклеечной гидроизоляции, что позволяет получить бесшовную конструкцию пола, исключив основную долю усадки в период расширения и связанных с этим растягивающих напряжений. Кроме того, при наличии арматуры РД создает самонапряжение конструкции, а также имеет более высокую прочность на растяжение при изгибе, позволяющую дополнительно уменьшить сечение конструкции пола (особенно при совмещении покрытия с подстилающим слоем).

В 1992 году на мясокомбинате «КампоМос» были возведены 2000 м2 декоративного покрытия пола, которые эксплуатируются уже более 10 лет без капитального ремонта. Необходимо отметить, что в цехах мясомолочной промышленности бетонные полы находятся в специфических условиях: на них систематически попадают компоненты, агрессивные к бетону. Поэтому для обеспечения долговечности покрытий при их устройстве обычно в бетон вводят биоцидные добавки. Введение одной только комплексной расширяющей добавки (без биодобавок) позволяет получить конструкцию требуемой долговечности.

Проведенные исследования и опыт эксплуатации полов в цехах изготовления мясопродуктов, убойных цехах и холодильниках позволяют рекомендовать бетоны с компенсированной усадкой на портландцементе с расширяющей добавкой для массового применения.

В настоящее время возведено более 20 000 м2 покрытий полов на мясоперерабатывающих комбинатах Москвы: «КампоМос», «Микомс», «Лианозово», «Велком» и др.

В НИИЖБ разработана техническая документация на расширяющую добавку, напрягающий цемент и бетоны, напрягающие и с компенсированной усадкой. По требованию заинтересованных организаций разрабатываются рекомендации по применению таких бетонов для каждого конкретного случая, и поставляется необходимое количество добавки.

Расширяющийся цемент — это инновационный связующий материал, который отличается особыми свойствами и преимуществами. Его разрабатывали для узкопрофильных строительных работ, поэтому применение в частном строительстве неоправданно.

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы представляют собой группу стройматериалов, которым свойственны отличительные технические характеристики и качества. Их можно классифицировать по свойствам и используемому исходному сырью, определяющим конечные свойства и поведение смеси:

Глиноземистые разновидности способны увеличиваться в объеме во время гидратации, что позволяет сохранять правильную форму без трещин, деформаций с небольшой усадкой.
Безусадочные материалы по мере затвердевания увеличивают объем, но когда обретают конечные прочностные показатели, не изменяются в размерах.
Напрягающий тип эффективен при возведении конструкций из железобетона.

В составе 3 перечисленных разновидностей присутствует клинкерный портландцемент с различными доменными шлаками, гипсом, прочими добавками.

Для достижения расширяющего эффекта используются следующие присадки:

Соединения алюминия.
Магниевые реагенты.

Увеличение в объеме обусловлено и наличием гипса, который вступает в реакцию с жидкостью. Расширяющийся портландцемент сохраняет прочность и даже становится более плотным. Это придает ему ряд преимуществ над традиционными пористыми бетонами.

Напрягающий тип выполняет роль растяжителя, поскольку он способен удлинять армированные каркасы в процессе гидратации, обеспечивая внутреннее напряжение стали и поднимая несущие способности конструкции.

Преимущества

Цемент саморасширяющийся пользуется спросом за счет следующих эксплуатационных преимуществ:

Повышенные адгезионные свойства и равномерное расширение, способствующие плотному прилеганию раствора к основе и постепенному заполнению пустот и трещин.
Улучшенная устойчивость к отрицательным температурам. За счет минимального водопоглощения вяжущий компонент может выдерживать до 1500 циклов заморозки-разморозки.
Устойчивость к скачкам температуры.
Возможность реализации строительных мероприятий в холодный период.
Неуязвимость к негативному воздействию атмосферных или химических факторов.

Недостатки

Однако кроме плюсов, цемент расширяющий может иметь и негативные качества. К ним относят:

Дороговизну продукции в сравнении с вариантами для бытового и общестроительного применения.
Небольшой срок хранения. Он варьируется от 1 до 3 месяцев в герметичном пакете.
Ограниченный объем производства. Чтобы получить крупную партию, необходимо сделать персональный заказ.
Высокая вероятность покупки низкокачественных аналогов и подделок.
Ряд сложностей при укладке. Поскольку главные свойства расширяющихся растворов проявляются в результате затвердевания под воздействием жидкости, в течение первых нескольких дней бетонные конструкции нужно обрабатывать водой и укрывать полиэтиленом.

Классификация по составу

Цементные составы с саморасширяющими свойствами, продающиеся в Москве, могут отличаться типом исходного сырья и присадок, на основе которых они изготовлены. С учетом этих особенностей существует классификация по составу.

Глиноземный цемент

Глиноземистые цементы являются наиболее востребованными в группе вяжущих материалов с расширяющими свойствами. Их называют алюминатными.

Алюминатные с характерными добавками.
Простые глиноземные..

По специфике состава и эксплуатационным характеристикам они практически идентичны, но некоторые особенности отличаются.

Состав. Алюминатные цементы состоят из клинкера, гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция. В составе глиноземистых разновидностей присутствует только высокоглиноземистый шлак (его доля равна 70%) и двуводный гипс.
Показатели расширения. В первые сутки они составляют 0,05% для обеих типов. Через 28 суток алюминатный тип расширяется на 0,02%, а классический — на 0,1%.
Схватывание и твердение. Процесс схватывания алюминатных цементов занимает не больше 10 минут, а полное затвердение происходит за 1 час. Простой глиноземистый состав твердеет 4 часа.

Допускают проведение строительных работ при морозе до -25°C. Это делает их востребованными для зимнего периода.
Соответствуют стандарту морозостойкости F200. Глиноземный цемент широко используется при возведении построек в северных регионах.

Уязвимость к воздействиям температур выше +80°C. В случае перегрева камень теряет прочность и начинает растрескиваться.
Процесс полного уплотнения занимает около 28 суток.

Портландцементы

РЦ-смесь на основе портландцемента содержит в своем составе массу присадок и основополагающих компонентов:

Портландцемент, глиноземистый шлак, двуводный гипс и минеральные добавки. Процесс схватывания и уплотнения занимает столько времени, сколько указано в характеристиках к маркам М400, М500, М600.
ПЦ, негашеная известь и полимерные присадки. Увеличение в объеме обусловлено появлением газовых пузырьков из-за гидратации воды и извести. К минусам вяжущего компонента относят быстрое расширение с небольшой усадкой. Расширяющиеся тампонажные цементы из этой группы предназначаются для заделки пустот и швов, где важно достичь высокой герметизации.
Соединения портландцемента и гипса с минеральными компонентами. Нередко глиноземистый шлак заменяется составом на основе сульфата кальция и алюминия.

Напрягаемые бетонные смеси создаются на базе портландцемента, поскольку эта разновидность отличается высокими прочностными свойствами, может эксплуатироваться в разной среде.

Дополнительные требования

Требования к расширяющим составам на базе ПЦ и глинозема регламентируются нормами ГОСТ 30515-97. Согласно установленным требованиям, материал должен соответствовать качеству и проходить ряд тестов.

Для изготовления смеси используется клинкер с правильным составом и ссылкой на ГОСТ 310.3.
В составе должны присутствовать специальные добавки, определяющие свойства конечной продукции.
При фасовке цемента допускается использование бумажных и полимерных пакетов, герметичных контейнеров.
Состав можно хранить в течение заданного срока.

Применение

Существует широкий спектр задач, для которых может применяться РЦ. К ним относится:

Обустройство чаш ванных, саун и бассейнов, включая уличные конструкции. Для такой работы задействуются водонепроницаемые составы, которые лишены проблемы усадки, поскольку даже передовые гидроизоляционные слои не могут гарантировать защиту от растрескивания днища.
Производство штукатурок для уличной отделки, где важно достичь максимальной прочности герметизации.
Проведение ремонта фасадов и внутренней части постройки, заделывание трещин и стыков.
Ремонтная склейка железобетонных конструкций.
Добыча больших глыб скальных пород при «тихом взрыве». Метод предусматривает проделывание щели, куда помещается цементный раствор. По истечении заданного времени он расширяется в объеме и выталкивает наружу глыбы породы. За счет доступности и экологичности способ пользуется большой популярностью.

Ремонт бетона

Использование РЦ для ремонта бетонных конструкций выполняется по тем же принципам, что и в случае с простым цементным раствором. Однако есть некоторые особенности и правила, которых нужно придерживаться:

Обрабатываемая поверхность предварительно очищается от любых загрязнений и аморфного налета.
Перед использованием раствора основа и армированные элементы поливаются водой.
Чтобы создать качественный раствор, расширяющую смесь нужно соединить с песком в пропорции 1:2, залить водой и тщательно перемешать.
Для нанесения раствора допускается использовать пневмонабрызгиватель и специальные строительные шприцы.
Изделие покрывается полиэтиленом и поддерживается во влажном состоянии еще неделю.
Нельзя соединять цемент с расширяющими свойствами с классическими разновидностями смеси.

Для заделки трещин

С помощью расширяющего состава можно заделать трещины или места щелей. Чтобы провести такую работу, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Состав для заделывания тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм создается по следующим пропорциям: 1 часть РЦ соединяется с 1 частью песка, заполнителя и воды.
Для заделки повреждений шириной 0,5-3 мм используется такой рецепт: 1 часть цементной смеси размешивается с 2 частями песка крупностью 1,0 и водой.

Компании-производители

На рынке цементных составов продается продукция от некоторых отечественных брендов, выпускаемых Пашийским металлургическим цементным заводом и MasterEmaco.

Составы первой компании продаются в 2 типах: глиноземистый цемент и напрягающий. Вторая торговая марка разрабатывает пластифицированные материалы. Мешок весом 25 кг такой продукции обойдется в 1,6 тыс. руб.

Для улучшения свойств бетона при его приготовлении добавляются различные присадки. Они позволяют увеличить прочность сооружений или повысить пластичность. Чтобы раствор не терял своих первоначальных качеств, используются специальные добавки в бетон.

Для чего применяются

При замешивании бетонной смеси между его наполнителями, связующим веществом и водой происходит гидратация — химическая реакция, в ходе которой вода распадается на молекулы, образуются кристаллы и бетон затвердевает. Чем больше наполнителей содержится в составе, тем большее количество необратимых реакций произойдет в разное время. Для регулирования скорости гидратации в смесь добавляются вещества, с помощью которых структура бетона может изменяться.

Присадки способствуют протеканию различных процессов:

снижение температуры застывания;
усиление текучести;
повышение адгезионных свойств;
уменьшение объема бетона и его расхода;
предотвращение образования трещин;
увеличение водоотталкивающих свойств;
сужение пор и пр.

Кроме того, добавки бетонные используются для получения строительного материала с требуемыми характеристиками. Практически все компоненты в своей основе имеют химические соединения и производятся в сухом и жидком видах.

Виды добавок для бетона

Все добавки можно разделить на несколько групп:

пластифицирующие и модифицирующие;
замедлители и ускорители твердения бетона;
газообразующие и воздухововлекающие;
антиморозные;
гидроизоляционные;
уплотняющие;
пигментные красители.

Каждый вид обладает своими свойствами, благодаря которым бетонная смесь приобретает те или иные характеристики для строительства.

Модификаторы

Добавки-модификаторы предназначены для улучшения таких свойств бетона, как продолжительный срок службы, прочность сооружений, устойчивость к низким температурам. Добавление модифицирующих присадок снижает проницаемость бетона, а также повышает подвижность раствора, способствуя более глубокому и равномерному заполнению пор и щелей.

Выбор модификатора обуславливается сферой применения бетона. Например, для сооружения площадок подходит один вид модифицирующего вещества, а при строительстве колодца или бассейна — другой.

Пластификаторы

Этот вид добавок является самым востребованным, поскольку с его помощью можно добиться текучести и нужной подвижности бетона. Действие пластифицирующих веществ заключается в уменьшении силы сцепления частиц смеси и предотвращении ее расслаивания.

Основное достоинство пластификаторов — экономичность. Благодаря добавлению присадок, можно снизить потребляемый объем цемента. Вторым преимуществом является возможность быстрого заполнения раствором тонкостенной опалубки или отливки отдельных сегментов из бетона (бордюров или плитки для садовых дорожек).

Кроме того, пластифицирующие примеси в составе увеличивают морозостойкость сооружений.

Добавки-пластификаторы могут различаться по степени уменьшения использования жидкости (воды). Классификация выглядит следующим образом:

Из недостатков отмечается снижение скорости застывания бетона вследствие повышения пластичности и подвижности раствора, поэтому рекомендуется использовать одновременно пластификаторы и ускорители отвердения.

Антиморозная

Для повышения морозостойкости бетонных сооружений в смесь на стадии приготовления добавляется противоморозная присадка. Ее действие заключается в снижении температуры застывания раствора. Это значит, что бетонная смесь может застыть и при отрицательной температуре воздуха.

Главное достоинство противоморозных добавок — возможность проведения строительных работ с помощью бетонного состава в холодное время года без предварительного подогрева. При этом цемент успевает вступить в реакцию с водой и не застыть при нулевой температуре воздуха.

Регуляторы подвижности

С их помощью раствор сохраняет свою пластичность в самых неблагоприятных условиях. Лучшее время для применения таких веществ — лето, когда заливают бетонные полы. Регуляторы подвижности добавляют в состав для получения однородной массы при работе со стяжкой пола.

Главная особенность регуляторов подвижности — пригодность для работы даже после длительной транспортировки.

Добавки в бетон для набора прочности

Эти добавки являются катализаторами процесса набора прочности бетона и выполняют роль пластифицирующих соединений и ускорителей застывания одновременно. Они состоят из органических соединений.

Химические присадки

В своем составе эти добавки имеют химические соединения:

модифицирующие подвижность и пластичность бетона;
повышающие влагостойкость и задерживающие влагу внутри раствора;
стабилизаторы против расслаивания цементно-песчаной смеси;
антиотвердители и отвердители;
воздухововлекающие и газообразующие соединения.

Они также могут выполнять антикоррозийные и противоморозные функции.

Воздухообразующие добавки предназначаются для образования микропор в смеси. Поскольку получается пена и появляются поры внутри конструкции, то возникает необходимость в гидроизоляции сооружения. Поэтому воздухововлекающие составы лучше использовать совместно с гидроизолирующими, чтобы увеличить морозостойкость бетона.

Кроме того, производятся вещества с антигрибковым эффектом. Присутствие таких добавок снижает риск образования плесени и грибковых поражений в местах стыков, подвергающихся частому и вынужденному увлажнению (например, в местах соединений фундамента с отмосткой).

Такие добавки приобретаются для изготовления пено- и газоблоков.

Антикоррозийные

При добавлении этих присадок раствор приобретает такие свойства смеси, как стойкость к воздействию агрессивных сред, вызывающих коррозию бетонной конструкции. Добавки защищают сооружения от разрушающей способности труднорастворимых соединений, предотвращают вымывание микрочастиц упрочнителей бетона, препятствуют растворению веществ.

Кроме того, антикоррозийные компоненты смеси добавляются в состав для повышения влагостойкости и увеличения плотности бетона.

Присадки для самоуплотняющихся смесей

Такие добавки с успехом применяются при изготовлении сооружений с тонкими стенами для повышения прочности конструкции и включают в себя пластификаторы, улучшающие подвижность бетонной массы. С их помощью увеличивается плотность состава и водонепроницаемость готовых изделий.

Регуляторы плотности способствуют уменьшению расхода связующего вещества, сохраняя при этом его качество.

Марка добавки	Назначение	Стоимость, руб.*
ТЕХНОНИКОЛЬ Master	Пластификатор, противоморозная	750-850 руб./1 л; 500-700 руб./10 л
Полипласт СП-1	Пластификатор, противоморозная	900 руб./10 л; 120 руб./1 кг или 3000 руб./25 кг
Полипласт СП-3	Суперпластификатор, водонепроницаемая, для стяжки пола	От 70 руб./0,4 кг
АрмМикс СУПЕРПЛАСТ	Универсальная	От 70 руб./1 кг
Добавка Д-5	Гидроизоляция	От 130 руб./1 кг
Форт УП-3	Противоморозная, пластификатор	От 40 руб./1 кг
Biotech	Модификатор, пенообразующая	От 70 руб./1 кг
Форт УП-2М	Комплексная для устранения расслаивания раствора	От 70 руб./1 кг