Быстросохнущий бетон для фундамента

Обзор быстросохнущих цементных смесей

Одной из главных проблем при строительстве монолитных зданий или конструкций является время затвердевания бетона. Поэтому если необходимо ускорить процесс, применяется быстротвердеющий цемент. Благодаря быстрой гидратации, которая проявляется при замешивании бетона, набор расчетной прочности изделия достигается гораздо интенсивнее, в отличие от смеси на основе простого портландцемента.

Производится на предприятии и достигает своих свойств благодаря очень тонкому помолу. Увеличение гидратации обеспечивается за счет соприкосновения большей площади гранул с реагентом. Обычный цемент обладает удельной поверхностью не более 3000 см2/г материала, а быстротвердеющий – в пределах 3,8-4 тысяч см2/г. Также существуют особобыстротвердеющие виды, у которых площадь достигает 8 000-9 000 см2/г. При их применении в бетонных конструкциях опалубочные щиты можно разбирать по истечении 3-4 часов с момента заливки.

Прочность, равная 100кг/см2, набирается в естественных условиях в первый же день, на вторые сутки она составляет 2/3 от расчетного показателя. Однако БТЦ в чистом виде дорогостоящий, поэтому для повышения характеристик изготовители добавляют минеральные компоненты. Они немного замедляют время схватывания, но его достаточно, чтобы изделие приобретало необходимую прочность в кратчайшие сроки.

Согласно ГОСТу 10178-62 прочностные свойства вещества должны равняться более 40 кг/см2, чего можно достичь при естественных условиях затвердевания. Производители выпускают два вида быстротвердеющего цемента: М400 Д20Б и М500 Д20Б, которые отвечают соответствующим требованиям и нормам.

К преимуществам БТЦ относится:

• Возможность использования в высотных строениях и для изготовления ЖБИ без проведения этапа пропаривания.
• Позволяет существенно ускорить процесс строительства и сэкономить до 4 недель, в отличие от простого цемента.
• Не требует соблюдения ограничений, которые нужны при заливке монолитных конструкций обычным бетоном.
• Кирпичная кладка осуществляется быстрее независимо от количества рядов и веса возводимой стены.

Способы ускорения схватывания

Быстротвердеющий бетон можно получить при применении обычного цемента. Чтобы достичь высоких показателей прочности при естественном высыхании в течение трех дней необходимо воспользоваться такими способами:

• Домалывание с добавлением гипсовых составляющих.
• Использование модификаторов, способствующих активизации гидратации.
• Уменьшение количества воды и цемента для получения тощего бетона.

М200 относится к тощему и применяется для заливки перекрытий, более низкая маркировка выбирается в качестве основания для возведения сооружений или дорожных покрытий. Застывание ускоряется за счет малого содержания реагентов, поэтому гидратационные свойства проявляются интенсивнее. Жесткий бетон должен изготавливаться без избытка воды, это влияет на его качество.

Также для ускорения застывания используется хлористый кальций, его количество должно быть менее 3 %, для цементирования ЖБИ снижается до 2 %. Это связано с тем, что арматурные стержни тоньше 4-6 мм могут подвергаться образованию коррозии. Добавление модификатора осуществляется уже в разведенном состоянии в пуццолановые и шлакопортландцементы.

Быстросхватывающийся раствор может набирать около 50 % прочности в первый день, если домолоть цемент и засыпать гипс в количестве не более 3 %. Однако на основе лабораторных опытов установлено, что лучшие характеристики бетона получились при внесении 8 % строительного материала. Модификатор в виде высокопрочного гипса ускорил процесс затвердевания и набора прочности в 1,5-2 раза по сравнению с простым.

Быстросохнущий цемент имеет обозначение «Б» и указывается вместе с маркой 400 или 500. Процентное содержание минеральных и других добавок обозначается «Д». Например, ШПЦ 400 Д20 Б имеет следующую расшифровку:

• ШПЦ – шлакопортландцемент (ПЦ – портландцемент).
• 400 – показатель марки (образец при испытании на прочность выдерживает нагрузку в 400 кг/см2).
• Д20 – минеральные добавки в 20 % содержании (Д0 – наполнители отсутствуют).
• Б – быстротвердеющий. Если обозначение – «Н», то цемент нормальнотвердеющий. Индекс «СС» говорит о сульфатостойкости, а «ВРЦ» – водонепроницаемости.

С 2004 года было введено новое обозначение, которое принято у отечественных и зарубежных производителей. Несмотря на нововведенные нормы, маркировочные данные о материале часто используются старого образца. Так как для бетонных конструкций и изделий выбирается М400 и М500, то эквивалентное им обозначение имеет такой вид:

• ЦЕМ (CEM) I (II) 42,5 (I — без добавок, II — с добавками, 42,5 — класс прочности).
• ЦЕМ (CEM) I (II) 32,5 Н (Б) (Н — нормальнотвердеющий, Б — быстротвердеющий).

Область применения БТЦ

Основным направлением является возведение монолитных зданий и сооружений. Уже на этапе замешивания проявляются свойства твердения, поэтому после заливки время застывания сокращается в несколько раз. При этом расчетная прочность соответствует марочной и способна достичь нужного показателя в течение 3-4 дней.

БТЦ применяется для блочной или кирпичной кладки. При обычном растворе необходимо соблюдать правила перерыва, чтобы уложенные ряды схватились. Если этого не сделать, новая кладка собственным весом может нарушить целостность нижней вплоть до полного разрушения. Быстросохнущий вид цемента уменьшает время ожидания и дает возможность в короткие сроки возвести кирпичную стену.

Рекомендации по использованию

При выборе специалисты рекомендуют смотреть на наличие алюминатов и трехкальциевых силикатов в составе. Также важно учитывать содержание активных добавок минерального происхождения, пластификаторов С3А и C3S в количестве 10 и 50 % соответственно. Все эти наполнители тем или иным образом влияют на быстросохнущие свойства.

Различные вещества напрямую воздействуют на свойства и характеристики бетонной смеси, и в определенных условиях могут изменить прочностные показатели в большую или меньшую сторону. Поэтому для строительства монолитных зданий, конструкций из ЖБ их применять запрещено.

Быстротвердеющий цемент с добавками рекомендуем для легких, но достаточно прочных сооружений. Также это оптимально при необходимости проведения ремонтных и строительных мероприятий за короткие сроки в связи с погодными или климатическими условиями, особенностями материалов и другими факторами.

Использование быстросохнущего состава не рекомендуется для строительства массивных зданий и конструкций, так как за счет высокой интенсивности набора прочности наблюдается быстрое тепловыделение. Если это сопровождается взаимодействием с низкими температурами воздуха, то морозостойкость будет значительно выше уже на первом этапе схватывания.

Стоимость быстросохнущего цемента в Москве

Производитель	Марка	Количество, кг	Стоимость, рубли
Dauer Zement	ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б	50	270-280
ЮНИС	ПЦБ 2-400-Д0	5	80-85
De Luxe	М400 Д20	50	250
Lafarge	ШПЦ М400 Д5 Б	50	280-290
Евроцемент	ЦЕМ I 42,5Б	50	300
	ЦЕМ II 32,5Б	50	250
Михайловцемент	ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б	50	200

Источник

Особенности применения быстродействующего цемента

Быстрому строительству конструкций необходимы эффективные средства производства. Быстротвердеющий бетон интенсифицирует процесс скрепления элементов сооружений в короткие сроки. Разработанный состав смеси с повышенным содержанием трёхпальцевого силиката и минеральный состав обеспечивают сокращение времени схватывания рабочего раствора. БТЦ набирает расчётные параметры прочности и устойчивости в течение первых трех суток.

Быстрозастывающий цемент — особенности материала

Основное условие в производстве быстросхватывающегося вида цемента – качественные сырьевые компоненты с минимальным содержанием примесей и однородным химическим составом. Немаловажное значение для взаимодействия имеет структура материалов, поэтому предпочтение отдается не кристаллическим, а аморфным компонентам.

В настоящее время существует две методики достижения эффекта быстрого твердения бетона:

• специальная подготовка клинкера, основанная на помоле материала до размера частиц с уменьшенной площадью поверхности. На этом основано взаимодействие вяжущего вещества с водой;
• применение минерализованного сырья представляет второй способ сокращения времени схватывания бетона в растворе.

Основным компонентом служит клинкер с высоким содержанием трёхпальцевых силикатов и солей алюминия. В качестве дополнительных химических элементов может быть использован гипс тонкого помола или хлористый кальций, о чем свидетельствует маркировка на упаковке.

Важно! Клинкер для производства цемента, получают обжигом определенного соотношения глины и извести при высоких температурах. Для повышения характеристик цемента к порошку клинкера делают присадки минеральных веществ, пластификаторов.

Особенности БТЦ

Быстротвердеющий цемент отличается от обычного следующими характеристиками:

• интенсивным набором прочности, порядка (60-70) % марочной прочности в первые трое суток после заливки;
• последующие дни, до 28 суток, нарастание прочности снижается, к установленному сроку процесс схватывания продолжается аналогично любому другому виду портландцемента;

Свойства и качество быстрого цемента установлены ГОСТом. В соответствии с существующей документацией быстротвердеющая малопластичная смесь на цементной основе для марок М400 и М500 через 3 дня должна обладать марочной прочностью на сжатие 25-28 Мпа, на изгиб 4-4,5 Мпа.

Важно! Дополнительной тепловой обработкой изделий БТЦ при температуре 700С и выше можно увеличить интенсивность твердения на порядок. В этом случае марочная прочность определяется до 80% в течение 5-6 часов.

Длительное пропаривание и тепловая обработка изделия в условиях температуры, превышающей 80 о С, замедляют процесс твердения и приводят к недобору расчетной прочности

Технология производства

В технологии производства быстротвердеющего цемента задействовано дорогостоящее оборудование:

• Вращающаяся конструкция тепловых агрегатов (печей) для обжига клинкера. Необходимую температуру создает беззольное топливо: мазут, природный газ, высококалорийный каменный уголь.
• Устройство, измельчающее твердые сырьевые компоненты бетонной смеси, отличающихся высокой однородностью.

Этапы производства быстротвердеющего портландцемента следующие:

• известковый камень спекают в устройстве для обжига при высоких температурах до образования клинкера;
• полученный промежуточный материал измельчают в барабанно-шаровом устройстве;
• добавляют гипсовый камень в количестве рассчитанному по данным загрузки.

Быстро застывающие цементные смеси получают из портландцемента и клинкера более тонкого помола. значительно снижает расходы электроэнергии, повышение коэффициентов производительности оборудования, предупреждение его износ.

Области применения

Быстрые цементы применяют при выполнении следующих работ:

• в процессе кладочных работ в быстром строительстве. Применением быстротвердеющих материалов ускоряют сроки сдачи строительного объекта, сокращают использование подъемной строительной техники (погрузчики, подъемные краны, подъемные краны);
• в ремонте старых зданий цоколей, фундаментов старых зданий;
• быстросхватывающим цементом в новом строительстве пользуются для быстрого крепления анкеров, металлических деталей, конструкций;
• в изготовлении плит для перекрытия строительных конструкций, брусчатки, бордюров, электрических столбов, оград, конструкций, требующих устойчивости, прочности;
• быстротвердеющий портландцемент применяют для бетонирования в холодное время года, благодаря теплу, выделяющемуся в процессе гидратации бетонной смеси,
  Важно.

БТЦ характеризуется высоким индексом схватывания, обусловленного активацией реакции гидратации, взаимодействия смеси с водой. На время высыхания быстрого цемента влияет состав смеси и условия окружающей среды – температура и уровень влажности.

Преимущества и недостатки быстросохнущего цемента

Характеристики быстросохнущего портландцемента имеют значительные преимуществ сравнительно с обычным бетоном. Этот вид бетона применяют в следующих экстренных случаях:

• быстросохнущий вид цемента применяют при возведении высотных сооружений. Это основано на возможности исключения процедуры пропаривания, что сокращает длительность технологического процесса;
• ускорение сдачи объектов за счет сокращения перерывов, практически непрерывная очередность этапов строительства.

Однако ряд существенных недостатков, технологии производства быстрого цемента, оставляют обычный цемент работать на строительном рынке:

• применение дорогого оборудования в производстве БТЦ;
• сырье и примеси высокого качества.

Важно! Бетонная смесь с характеристиками быстрого схватывания, после заливки на воздухе застывает в течение 4 часов. Поэтому можно снимать опалубку, не опасаясь за разрушение бетонной конструкции. Спустя сутки прочность бетона увеличивается и достигает 2/3 марочной прочности.

Виды быстросохнущего цемента и их маркировка

Вид и марка цементных растворов ориентируют пользователей в правильном выборе строительной смеси. Ассортимент быстродействующих цементов с различной скоростью твердения на строительном рынке:

• Особо быстротвердеющий цемент, строительный материал с минимальным содержанием присадок. Такой цемент твердеет за 24 часа до плотности 30 Мпа, затем в течение 48 часов этот параметр возрастет на 10 Мпа. Для производства этого вида цемента применяют клинкер помола 4000 см2/г, содержащим 8% целита 68% алита.
• Сверх быстротвердеющий вид цемента в первые сутки после заливки достигает марочную прочность близкую к 70%. В период от 2 до 4 часов плотность строительной смеси достигает 10 Мпа, что позволяет выполнить демонтаж конструкции. Для такой смеси используется клинкер особого помола, площадью не меньше 8000 см2/г.

Важно! Государственными стандартами установлена обязательная маркировка быстротвердеющего цемента с индексом Б на упаковке и указанием его марки М400 и М500. Такие индексы предполагают наличие минеральных добавок, устойчивость к воздействию сульфатов.

Для маркировки быстросохнущего цемента существует общая формула, содержащая обозначение типа цемента (XXX), марку, процентное содержание добавок (Y0), Z — обозначение вида — Б. Вид формулы:

Как использовать такой цемент в строительстве

Приступая к возведению объекта, нужно определить, какая марка цемента подходит для работы, учесть характеристики строительного материала, сопоставляя их с конкретными задачами строительства, условиями, в которых будет вестись строительство.

Прежде всего следует учитывать:

• климатические условия;
• диапазон колебания сезонных температур;
• состав воды на строительстве объектов на суше.

Важно! На строительный рынок поставляется два вида бетона БТЦ. Это бетон, маркированный как М400 Д20Б и бетон марки М500 Д20Б, отличающийся более высокой прочностью.

Строительный рынок предоставляет пользователям универсальные и специализированные виды цемента:

• для скоростного строительства и возведения железобетонных объектов – портландцемент быстротвердеющий;
• цемент с гидрофобными компонентами для строительства сооружений в водной среде;
• портландцемент с увеличенной подвижностью, которую обеспечивают добавки поверхностно-активных веществ, для сооружения архитектурных конструкций особой сложности;
• составом пуццоланового портландцемента бетонируют сооружения в подземных и подводных средах;
• БТЦ входит в состав гидроизоляционных смесей для защиты и ремонта конструкций из бетона и железобетона.

На современных строительных площадках без цемента, обладающего короткими сроками затвердевания, может затрудниться процесс возведения многих объектов. Его способность набора марочной прочности более быстро, позволяет получать результат с высокими показателями характеристик объектов практически за несколько минут.

Технология применения глиноземистого цемента

Какие бывают фундаменты — виды и классификация

Что такое цемент — свойства, из чего делают

Описание процесса гидратации цемента и его особенности

Источник