Как получить быстротвердеющий цемент

Рисунок 1. Быстротвердеющий цемент
Для этого вида цемента подбирают качественные сырьевые материалы с максимально однородным химическим составом при минимуме нежелательных примесей. Аморфная их структура помогает легче взаимодействовать, нежели в ситуации с кристаллами.

Помол сырья выполняют очень скрупулезно, получая однородную смесь. Обжиг проводят при повышенной температуре. В состав вводят ускорители (плавиковый шпат), после чего клинкер быстро охлаждают. Быстротвердеющий портландцемент содержит максимум 10% активных добавок, а также 15% гранулированных шлаков. Они связывают гидрат окиси кальция, ускоряя поглощение им воды.

Цемент

Поделиться

Ссылка

Поделиться на другие сайты

Цемент начали производить в прошлом столетии. В начале 20-х годов XIX в. Е. Делиев получил обжиговое вяжущее из смеси извести с глиной и опубликовал результаты своей работы в книге, изданной в Москве в 1825 г. В 1856 г. был пущен первый в России завод портландцемента.

Цемент является одним из важнейших строительных материалов. Его применяют для изготовления бетонов, бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, асбестоцементных изделий. Изготовляют его на крупных механизированных и автоматизированных заводах.

Цемент — это собирательное название группы гидравлических вяжущих веществ, главной составной частью которых являются силикаты и алюминаты кальция, образовавшиеся при высокотемпературной обработке сырьевых материалов, доведенных до частичного или полного плавления. В группу цемента входят все виды портландцемента, пуццоланового портландцемента, шлакопортландцемента, глиноземистый цемент, расширяющиеся цементы и некоторые другие.

Цемент каждого вида может при твердении развивать различную прочность, характеризуемую маркой. Марки цемента регламентированы строительными нормами и правилами (СНиП) и ГОСТом. Выпускают цементы преимущественно марок 200, 300, 400, 500 и 600 (по показателям испытания в пластичных растворах). С повышением марки цемента эффективность его применения в бетонах часто возрастает за счет уменьшения удельного расхода вяжущего.

Из числа цементов разных видов наиболее важное значение имеет портландцемент. Портландцемент не всегда удовлетворяет отдельным специальным требованиям, которые предъявляют к бетонам и строительным растворам при различных условиях их применения. Поэтому промышленность выпускает некоторые разновидности портландцемента: сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, быстротвердеющий, гидрофобный, пластифицированный и некоторые другие цементы.

Сульфатостойкий портландцемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава: в клинкере должно быть не более 5% трехкальциевого алюмината и не более 50% трехкальциевого силиката. Низкое предельное содержание трехкальциевого алюмината требуется потому, что сульфатная коррозия развивается в результате взаимодействия сульфатов, находящихся в окружающей среде, с трехкальциевым гидроалюминатом цементного камня. Если в цементном камне С3А присутствует в малых количествах, то образуется незначительное количество гидросульфоалюмината кальция. Тогда он не опасен, так как распределяется в порах бетона, вытесняя оттуда воду или воздух, и внутренних напряжений в бетоне не вызывает. В небольших количествах гидросульфоалюминат кальция даже иногда полезен, так как уплотняет бетон. В клинкере сульфатостойкого портландцемента ограничивается также содержание трехкальциевого силиката для уменьшения величины тепловыделения цемента. Поэтому сульфатостойкий портландцемент обладает повышенной сульфатостойкостью и пониженной экзотермией, т.е. качествами, необходимыми при изготовлении бетонов для отдельных зон гидротехнических и иных сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии.

Сульфатостойкий портландцемент обычно выпускают двух марок — 300 и 400. Портландцемент с умеренной экзотермией изготовляют из клинкера, который должен содержать не более 50% трехкальциевого силиката и не более 8% трехкальциевого алюмината. Такой цемент при умеренной экзотермии отличается также несколько повышенной сульфатостойкостью, поскольку в нем обычно содержится умеренное количество трехкальциевого алюмината. Этот вид портландцемента применяют в гидротехническом строительстве в массивных бетонных конструкциях, подвергающихся частому попеременному замораживанию и оттаиванию в пресной или слабо минерализованной воде. Марка по прочности обычно 300 и 400. Быстротвердеющий портландцемент содержит много трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината и очень тонко измельчен. Поэтому такой цемент характеризуется интенсивным нарастанием прочности в первый период твердения — через 1 и 3 суток. Выпускается также особо быстротвердеющий цемент. Он показывает через трое суток прочность при сжатии 450- 500 кГ/кв. см (при испытании в жестких растворах).

Гидрофобный портландцемент изготовляют, вводя при помоле клинкера 0,1 — 0,2% мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизующих поверхностно-активных добавок. Эти вещества, адсорбируясь на частицах цемента, образуют тончайшую — в среднем мономолекулярную, т. е. толщиной в одну молекулу, оболочку. Но эта тончайшая оболочка придает цементу особые свойства. В этом сущность гидрофобизации цемента как метода, позволяющего в определенной степени управлять свойствами цемента в отношении действия воды на различных этапах его использования. Как известно, взаимодействие цемента с водой есть двуединый противоречивый процесс. Сродство к воде органически присуще цементу, без этого свойства он не мог бы служить вяжущим веществом. Но вместе с тем на определенных стадиях применения цемента вода для него вредна. Так, при хранении и перевозках цемент портится от влаги, вода с содержащимися в ней примесями вызывает коррозию цементного камня и при частом попеременном замораживании и оттаивании цементных материалов разрушает их. Задача преодоления противоречий, заложенных в самой природе цемента, в известной мере решается его гидрофобизацией.

Гидрофобный цемент при перевозках и хранении даже в очень влажных условиях не портится. Поверхностно-активные вещества, содержащиеся в нем, оказывают пластифицирующее действие на бетонные (растворные) смеси, а также уменьшают водопроницаемость и повышают коррозионную стойкость и морозостойкость бетона. Например, если обычный бетон выдерживает 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания, то гидрофобизированный может выдержать 1000 и более циклов. Марки гидрофобного цемента те же, что и портландского. Гидрофобный цемент был создан в СССР. На основе советского опыта было начато изготовление этого цемента и за границей (например, в Англии).

Пластифицированный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера около 0,25% сульфитно-спиртовой барды (считая на сухое вещество) от веса цемента. Это поверхностно-активное вещество пластифицирует бетонные смеси, преимущественно жирные, позволяет снижать водоцементное отношение без ухудшения подвижности смесей и в ряде случаев дает возможность уменьшать расход цемента. Вместе с тем повышается морозостойкость отвердевшего бетона.

Белый портландцемент изготовляют из маложелезистого клинкера (серый цвет обычного цемента обусловлен главным образом наличием соединений железа в исходных сырьевых материалах). Цветные цементы получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белого цемента с пигментами. Применение белого и цветных портландцементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет большое значение в индустриальной отделке крупноэлементных зданий. Эти цементы применяют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Кроме перечисленных, имеются еще некоторые специальные сорта портландцемента, например тампонажный, для производства асбестоцементных изделий.

Быстротвердеющий портландцемент

Быстротвердеющий портландцемент(БТЦ) отличается быстрым ростом прочности в первые дни твердения. Выпускают БТЦ двух марок: 400 и 500, которые в трехсуточном возрасте должны иметь предел прочности при сжатии соответственно не ниже 25 и 28 МПа. В составе БТЦ преобладают активные минералы: трехкальциевый силикат C3S — 50…55 % и трехкальциевый алюминат С3А— 5… 10 %. Тонкость помола у БТЦ выше, чем у обычного портландцемента (удельная поверхность до 5000см2/г), поэтому при хранении он, впитывая пары воды из воздуха, комкуется и быстро теряет активность. БТЦ применяют для бетонов сборных конструкций с повышенной отпускной прочностью и монолитных конструкций. Коррозионная стойкость у БТЦ пониженная.

Пластифицированный портландцемент

Пластифицированный портландцементполучают, добавляя к клинкеру при помоле гидрофильные поверхностно-активные вещества (например, сульфитно-спиртовую барду ССБ) в количестве 0,15…0,25 %. Такой цемент повышает пластичность бетонных и растворных смесей по сравнению с обычным портландцементом при одинаковом расходе воды. Это позволяет уменьшить расход портландцемента, повысить прочность и морозостойкость бетонов и растворов.

Гидрофобный портландцемент

Гидрофобный портландцементполучают, добавляя к клинкеру при помоле гидрофобные поверхностно-активные вещества ПАВ (0,05…0,5 % от массы цемента), образующие на зернах цемента водоотталкивающие пленки. В качестве таких добавок используют главным образом отходы переработки нефти (мылонафт, асидол). Гидрофобный портландцемент благодаря наличию защитных пленок при хранении и транспортировании даже во влажных условиях не намокает, не комкуется и почти не теряет своей активности. При перемешивании гидрофобного цемента с водой и заполнителями ПАВ сдирается с цементных зерен и переходит в состав бетона или раствора. Поэтому бетонные и растворные смеси на гидрофобном цементе отличаются повышенной пластичностью, а после затвердевания — повышенной морозостойкостью и водонепроницаемостью. Применяется гидрофобный цемент в тех случаях, когда трудно обеспечить необходимые условия хранения обычного цемента.

Сульфатостойкий портландцемент

Сульфатостойкий портландцементизготовляют из клинкера с пониженным содержанием трехкальциевого силиката C3S (не более 50 %) и трехкальциевого алюмината С3А (не более 5%). При таком составе цемента уменьшается возможность образования в цементном камне гидросульфоалюмината кальция («цементной бациллы») и тем самым повышается стойкость бетона к сульфатной коррозии. Кроме того, сульфатостойкий цемент характеризуется пониженным тепловыделением при твердении. Сульфатостойкий цемент выпускают марок 300, 400, 500.

Белый портландцемент

Белый портландцементполучают из белых каолиновых глин и чистых известняков или мела с минимальным содержанием окислов железа, марганца и хрома. В таком цементе практически нет алюмоферрита кальция С4АF, имеющего серо-зеленый цвет. На основе белого цемента и щелочестойких пигментов (сурика, ультрамарина и др.) получают цветные цементы.Марки таких цементов 300, 400 и 500. Применяют белый и цветные цементы для отделочных работ.

Шлакопортландцемент

Шлакопортландцементполучают путем совместного помола доменного гранулированного шлака (21…80 %), портландцементного клинкера (79…20 %) и гипса (не более 5 %). Доменный шлак — отход производства чугуна (на 1 т чугуна приходится около 0,6 т шлака), поэтому шлакопортландцемент экономически выгоднее, чем портландцемент. Выпуск шлакопортландцемента в России составляет около 1/3 от общего выпуска цемента. Химический состав доменного гранулированного шлака близок к составу клинкера. К самостоятельному твердению шлак не способен, но в присутствии портландцемента и гипса он проявляет вяжущие свойства. Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400 и 500. По коррозионной стойкости и водостойкости он превосходит обычный портландцемент, но твердеет несколько медленнее и при этом выделяет меньше теплоты. Недостаток шлакопортландцемента — пониженная по сравнению с обычным портландцементом морозостойкость.

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцементполучают либо путем совместного помола портландцементного клинкера (79…60 %), активной минеральной добавки (21…40 %) и небольшого количества гипса, либо тщательным смешиванием этих же компонентов, но предварительно каждый из них измельчают. К активным минеральным добавкам относятся: вулканические туфы, пеплы и пемзы, диатомит, трепел, опока, золы ТЭС и другие вещества. Активные добавки связывают выделяющийся при твердении цемента Са(ОН)2 в нерастворимые гидросиликаты, благодаря чему повышаются водостойкость и коррозионная стойкость цементного камня. Пуццолановые цементы отличаются низким тепловыделением при твердении и пониженной скоростью твердения. Морозо- и воздухостойкость пуццолановых цементов ниже, чем портландцемента. Пуццолановый портландцемент выпускают марок: 300 и 400. Пуццолановый портландцемент применяют для гидротехнического строительства, а также для подземных и подводных сооружений. Пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент, требуют увлажнения во время твердения.

Способы приготовления

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

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

Как залить наливной пол своими руками: пошаговая инструкция

Чтобы получить идеально ровное, надежное покрытие, нужно:

1) Очистить основание

Удалять пыль и мусор удобно при помощи промышленного пылесоса. Не забудьте пройтись по углам трубой пылесоса без насадки – это позволит эффективно очистить все труднодоступные места. Также необходимо избавиться от масляных пятен и остатков других веществ (например, лака или краски), которые уменьшают адгезию.

Чтобы исключить утечку раствора, в основании нужно заделать все швы, дыры и трещины. Для этого подойдет густой цементно-песчаный раствор.

2) Загрунтовать поверхность

Нанесение грунтовки способствует улучшению сцепления основания с наливным полом. Для этого удобнее всего использовать валик на длинной телескопической ручке. Также можно работать с кистью или краскопультом.

Для грунтования подойдет грунтовка торговой марки «Старатели» («Профи», «Универсальная», «Глубокого проникновения»). Она быстро сохнет и экономично расходуется. Наносить состав можно в широком диапазоне температур – от +5 до +30 ◦С.

Обратите внимание, что если основание сильно впитывает влагу, то грунтовать его нужно не менее 2 раз.

3) Определить уровень заливки

Эту задачу поможет решить уровень (например, лазерный), благодаря которому строится горизонталь. При помощи реперного штыревого маяка устанавливают уровень будущего наливного пола таким образом, чтобы наивысшую точку основания (например, выступ или бугор) покрывал минимальный слой (эта информация представлена на упаковке наливного пола). Например, для полов «Практичный» и «Быстротвердеющий» минимальный слой равен 5 мм. Далее по всей площади помещения расставляют другие маяки-реперы на одном уровне с первым маяком. Для этого от каждого маяка отмеряют равное расстояние по уже построенной горизонтали. Таким образом, нижняя конечность каждого штыря-маяка находится на одной плоскости – это и есть уровень, до которого будут наливаться полы.

Также не забудьте по периметру комнаты наклеить демпферную ленту у основания стены, вокруг выступающих элементов (например, колонн). Она нужна для компенсации линейных деформаций и при температурных скачках.

4) Приготовить раствор

Необходимо строго соблюдать пропорции, указанные на упаковке смеси. В емкость с чистой водой засыпают мешок сухой смеси. Учтите, что при передозировке воды возможно снижение прочности и расслоение покрытия. Затем состав перемешивают до образования однородной тягучей массы. Смесь оставляют на 5 минут, после снова перемешивают. Использовать ее надо в течение 40 минут.

5) Залить пол

Заливать пол удобно в специальных насадках с шипами (их называют мокроступами). Работу начинают с участков, наиболее отдаленных от входа.

При помощи игольчатого валика из смеси выгоняют воздух (можно также использовать Т-образную рейку). Ходить по залитой поверхности можно через тот промежуток времени, который указан на упаковке. Например, для быстротвердеющих составов это 4 часа, для толстых наливных полов – 24 часа.

Проверить, насколько ровной получилась готовая поверхность, поможет пузырьковый уровень: пузырек должен находиться строго посередине.

Изучить подробные характеристики наливных полов торговой марки «Старатели» можно на сайте компании. Здесь же вы найдете подробную видеоинструкцию по заливке пола.

Расчет количества смеси для наливного пола

Расчет количества смеси будет зависеть от ее типа и условий использования. Так, например, у пола Старатели 25 кг расход примерно 16/17 кг на метр квадратный при условии толщины слоя в 10 миллиметров.

Для того чтобы рассчитать количество мешков смеси вручную, можно использовать формулу: Р*С*П/25. Р — это расход смеси, П-площадь помещения, С — толщина выравнивающего слоя в см.

В итоге вы получите необходимо количество мешков. Например, расход смеси у вас 20кг на метр, площадь помещения 15 метров квадратных, толщина слоя 2 сантиметра. Получаем 20*15*2/25=24. Исходя из расчета, вам понадобится 24 мешка по 25 килограмм. Вы можете сэкономить на смеси в том случае, если сделаете предварительное покрытие очень ровным. Для этого придется тщательно заделать все бугры и впадины при помощи грунтовки.

Если разность высот пола слишком большая, то стоит выполнять заливку в 2 этапа. Сначала создается толстый слой, а после его высыхания наносится финишный ровнитель.

Области применения

Высокопрочные композиты используются, как правило, в случаях, где есть нужда в снижении размеров и веса сооружения, а также требуется повышение коэффициента прочности конструкции. К этим случаям относятся:

• постройка многоуровневых конструкций;
• возведение мостов и иных транспортных сооружений;
• строительство складов для хранения радиоактивного утильсырья;
• заливка полов внутри масштабных промышленных сооружений;
• постройка иных особых объектов.