Цемент начали создавать в прошедшем столетии. Сначала 20-х годов XIX в. Е. Делиев получил обжиговое вяжущее из консистенции извести с глиной и опубликовал результаты собственной работы в книжке, изданной в Москве в 1825 г. В 1856 г. был пущен 1-ый в Рф завод портландцемента. Портландцемент является минеральным вяжущим веществом, составляющим базу большей части номенклатуры сухих строй консистенций в качестве самостоятельного вяжущего, в смешанных цементных вяжущих системах, в составе цементно-известковых вяжущих, также разных полимерцементных композиций. Ценные и уникальные характеристики портландцемента определяются его способностью при затворении водой создавать пластичное тесто, с течением времени, самопроизвольно, за счёт хим взаимодействия в системе, превращающееся в камень. Способность к самоотвердеванию, образование крепкого и долговременного камня, экологическая чистота, низкая хим опасность, пожаровзрывобезопасность в купе с низкой ценой являются предпосылками для широкого практического внедрения портландцемента.
Портландцемент не имеет самостоятельного (личного) внедрения в строительстве, а является начальным компонентом (сырьевым материалом) для производства бессчетных композиционных материалов на его базе: строй смесей, бетонов, сухих строй консистенций. В то же время, характеристики этих композиционных материалов впрямую зависят и формируются на базе параметров цемента на различных шагах его использования - от смешения начальных компонент и изготовления пластичных масс, до их следующего самоотвердевания с образова-нием цементного камня. В связи с этим, характеристики портландцемента комфортно рассматривать по трём группам: характеристики начального цементного порошка, характеристики цементного теста и характеристики цементного камня.
Характеристики портландцемента относятся также к двум подгруппам: свойствам, нормируемым в согласовании с действующими эталонами на обще-строительные цементы, и к свойствам, регламентируемым для материалов, приготовленных на базе цементов - сначала смесей и бетонов различного, в том числе и специального, предназначения. Основной набор технических черт цемента получают как при испытании самого цемента, так и при испытании композиционных материалов, приготовленных на его базе. Набор определяемых параметров цементов не является раз и навечно установленным, их список может изменяться при изменении способов тесты, также при расширении областей внедрения цемента для особых строй либо нестроительных целей.
Невзирая на несоответствие стандартных способов тесты портландцемента условиям его службы в составе сухих строй консистенций, от цементов, показавших при стандартных испытаниях высочайшие значения прочности при сжатии либо при извиве, следует ждать высочайший уровень этих параметров, при иных равных критериях, также и в составе сухих строй консистенций. И напротив, низкомарочные либо "лежалые" цементы не позволят получить нужного значения прочности либо потребуют внедрения в сухой консистенции особых дорогостоящих многофункциональных добавок - водоредуцирующих, ускорителей твердения, упрочнителей. Что касается адгезионной прочности (прочности сцепления с основанием), то значения таковой прочности не определяются при стандартных испытаниях цемента, а черта этого характеристики цемента в литературе ограничена. Каким уровнем этого характеристики в составе сухой консистенции будет владеть тот либо другой цемент, предсказать нереально, можно только представить, что прочные и, в особенности, быстротвердеющие цементы, по сопоставлению с рядовыми цементами, обеспечат также и завышенную крепкость сцепления с основанием.
Долговечность цементного камня, в большинстве случаев - тонкослойного, приобретенного при твердении сухой строительной консистенции, определяется, в главном, его морозостойкостью (разрушением камня при неоднократном замораживании и оттаивании), трещиностойкостью (величиной деформаций усадки при неоднократном высыхании и увлажнении), также его хим и биохимическим разрушением, связанным, во-1-х, с определённой пористостью цементного камня (харктеристика пористости определяет также его морозостойкость), а во-2-х, со щелочной природой портландцементного камня (рН>12,0). Формирование уровня параметров камня на базе цемента, естественно, находится в зависимости от собственных черт цемента, но не наименьшая роль принадлежит составу растворной консистенции: соотношению цемент-заполнитель, виду заполнителя и др.
Качествами цемента, определяющими будущую долговечность цементного камня, являются его способность к резвой гидратации и твердению, определяемых хорошим алитово-алюминатным составом клинкера, узким помолом цемента, отсутствием либо наименьшим содержанием гидравлических и инертных добавок, хорошей дозой гипса. В большой степени долговечность камня определяется возможностью заслуги пониженного значения В/Ц в растворной консистенции, также созданием подходящих критерий его твердения (температура, влажность), в особенности в исходный период. Во всех случаях к началу эксплуатации цементного камня степень гидратации цемента должна быть высочайшей, что является основным условием получения плотной и крепкой структуры.
Проницаемость цементного камня прямо либо косвенно связана со всеми его строительно-техническими качествами: прочностью, деформациями, хим и био- коррозией, морозостойкостью, водопроницаемостью, высолообразованием и т.д. Так как та либо другая проницаемость цементного камня является результатом нрава его пористости, а непористый цементный камень в принципе неосуществим, то критериями сотворения цементного камня с низкой проницаемостью является понижение его общей пористости и уменьшение размера (радиуса) пор. Эти условия достигаются оптимизацией соотношения цемент-заполнитель-наполнитель, минимизацией В/Ц, применением активных цементов, образующих в камне в ранешние сроки нужное количество цементного клея - цементного геля, характеризующегося размером пор ~10 нм, также особыми приёмами, направленными на повышение степени гидратации цемента (добавки - ускорители твердения) либо на кольматацию пор, а именно, при применении полимерных добавок.
Деформации усадки цементного камня обычно связаны с его высыханием, в особенности в исходный период формирования структуры. Следствием этих деформаций является трещинонестойкость камня. Предпосылки возникновения трещинок при твердении тонкослойных сухих строй консистенций могут быть связаны с очень резвым высыханием в узком слое растворной консистенции до образования в структуре нужного количества "цементного клея", низкой активностью цемента, не способного создавать достаточное количество "цементного клея" на ранешних шагах твердения, очень "жирным" составом (неверным соотношением цемент-заполнитель-наполнитель), высочайшим значением В/Ц, применением сверхтонкомолотого цемента с удельной поверхностью достигающей ~5000 см2/г и выше. Деформации усадки при помещении цементных образцов на воздух фиксируются всегда, но этой усадкой можно пренебречь, если она не превосходит 0,1%.
Минералогический состав клинкера не достаточно оказывает влияние на усадочные деформации цементного камня. Создание особых безусадочных либо расширяющихся составов - особенная тема. В большинстве случаев, особые меры приводят только к понижению усадочных деформаций раствора при твердении на воздухе. Приёмы сотворения расширяющихся составов базируются в большей степени на применении особых напрягающих цементов (НЦ) либо на применении расширяющихся добавок на базе "эттрингитового расширения". Возникновение трещинок в цементном камне может быть также следствием его взаимодействия с окружающей средой: хим коррозии, деяния мороза, больших температур и т.д.
Цемент - это собирательное заглавие группы гидравлических вяжущих веществ, главной составной частью которых являются силикаты и алюминаты кальция, образовавшиеся при высокотемпературной обработке сырьевых материалов, доведенных до частичного либо полного плавления. В группу цемента входят все виды портландцемента, пуццоланового портландцемента, шлакопортландцемента, глиноземистый цемент, расширяющиеся цементы и некие другие.
Но, портландцемент не всегда удовлетворяет отдельным особым требованиям, которые предъявляют к бетонам и строительным растворам при разных критериях их внедрения. Потому индустрия выпускает некие разновидности портландцемента: сульфатостойкий, с умеренной экзотермией, быстротвердеющий, гидрофобный, пластифицированный и некие другие цементы.
Разновидности цемента
Сульфатостойкий портландцемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава: в клинкере должно быть менее 5% трехкальциевого алюмината и менее 50% трехкальциевого силиката. Низкое предельное содержание трехкальциевого алюмината требуется поэтому, что сульфатная коррозия развивается в итоге взаимодействия сульфатов, находящихся в окружающей среде, с трехкальциевым гидроалюминатом цементного камня. Если в цементном камне С3А находится в малых количествах, то появляется малозначительное количество гидросульфоалюмината кальция. Тогда он не небезопасен, потому что распределяется в порах бетона, вытесняя оттуда воду либо воздух, и внутренних напряжений в бетоне не вызывает. В маленьких количествах гидросульфоалюминат кальция даже время от времени полезен, потому что уплотняет бетон.
В клинкере сульфатостойкого портландцемента ограничивается также содержание трехкальциевого силиката для уменьшения величины тепловыделения цемента. Потому сульфатостойкий портландцемент обладает завышенной сульфатостойкостью и пониженной экзотермией, т.е. свойствами, необходимыми при изготовлении бетонов для отдельных зон гидротехнических и других сооружений, работающих в критериях сульфатной злости. Сульфатостойкий портландцемент обычно выпускают 2-ух марок - 300 и 400. Портландцемент с умеренной экзотермией изготовляют из клинкера, который должен содержать менее 50% трехкальциевого силиката и менее 8% трехкальциевого алюмината. Таковой цемент при умеренной экзотермии отличается также несколько завышенной сульфатостойкостью, так как в нем обычно содержится умеренное количество трехкальциевого алюмината.
Этот вид портландцемента используют в гидротехническом строительстве в мощных бетонных конструкциях, подвергающихся нередкому попеременному замораживанию и оттаиванию в пресной либо слабо минерализованной воде. Марка по прочности обычно 300 и 400. Быстротвердеющий портландцемент содержит много трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината и очень тонко измельчен. Потому таковой цемент характеризуется насыщенным нарастанием прочности в 1-ый период твердения - через 1 и 3 суток. Выпускается также особо быстротвердеющий цемент. Он указывает через трое суток крепкость при сжатии 450- 500 кГ/кв. см (при испытании в жестких смесях).
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 частичках цемента, образуют тончайшую - в среднем мономолекулярную, т. е. шириной в одну молекулу, оболочку. Но эта тончайшая оболочка присваивает цементу особенные характеристики. В этом суть гидрофобизации цемента как способа, позволяющего в определенной степени управлять качествами цемента в отношении деяния воды на разных шагах его использования.
Как понятно, взаимодействие цемента с водой есть двуединый противоречивый процесс. Сродство к воде органически присуще цементу, без этого характеристики он не мог бы служить вяжущим веществом. Но совместно с тем на определенных стадиях внедрения цемента вода для него вредоносна. Так, при хранении и перевозках цемент портится от воды, вода с содержащимися в ней примесями вызывает коррозию цементного камня и при нередком попеременном замораживании и оттаивании цементных материалов разрушает их. Задачка преодоления противоречий, заложенных в самой природе цемента, в известной мере решается его гидрофобизацией.
Гидрофобный цемент при перевозках и хранении даже в очень мокроватых критериях не портится. Поверхностно-активные вещества, находящиеся в нем, оказывают пластифицирующее действие на бетонные (растворные) консистенции, также уменьшают водопроницаемость и увеличивают коррозионную стойкость и морозостойкость бетона. К примеру, если обыденный бетон выдерживает 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания, то гидрофобизированный может выдержать 1000 и поболее циклов. Марки гидрофобного цемента те же, что и портландского. Гидрофобный цемент был сотворен в СССР. На базе русского опыта было начато изготовка этого цемента и за границей (к примеру, в Великобритании).
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 консистенции, в большей степени жирные, позволяет снижать водоцементное отношение без ухудшения подвижности консистенций и в ряде всевозможных случаев дает возможность уменьшать расход цемента. Совместно с тем увеличивается морозостойкость отвердевшего бетона.
Белоснежный портландцемент изготовляют из маложелезистого клинкера (сероватый цвет обыденного цемента обоснован приемущественно наличием соединений железа в начальных сырьевых материалах). Цветные цементы получают на базе белоснежного портландцементного клинкера методом совместного помола с пигментами разных цветов, к примеру с охрой, стальным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белоснежного цемента с пигментами. Применение белоснежного и цветных портландцементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет огромное значение в промышленной отделке крупноэлементных построек. Эти цементы используют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий, к примеру на площадях у монументальных сооружений. Не считая перечисленных, имеются еще некие особые сорта портландцемента, к примеру тампонажный, для производства асбестоцементных изделий.
Современная гидроизоляция из обычного цемента
В последние годы помещения в центральных районах наших городов стали воспользоваться колоссальной популярностью. Уже "обжито" большая часть подвалов, которые ранее (лет, скажем, 10 вспять) считали неперспективными и использовали в наилучшем случае для хранения инструментария дворников. Пустующие в текущее время подвальные помещения свободны в большинстве случаев только по одной причине - наличие воды. Но удачно биться с этим явлением сейчас уже можно, потому что на рынке предлагают неограниченное количество очень и очень действенных водоизоляционных материалов, способных "оздоровить" даже очень запущенные помещения.
Исторически сложилось так, что почти всегда для гидроизоляции у нас употребляют органические материалы - битумно-полимерные, полимерные мастики и рулонные материалы. Водоизоляционные материалы на базе цемента по сей день не получили довольно широкого внедрения в строительстве, сначала из-за отсутствия действенных товаров и технических решений их внедрения.
Как указывает забугорный и уже имеющийся российский опыт, водоизоляционные составы на базе цемента имеют ряд преимуществ как по сопоставлению с полимерно-битумными мастиками, так и рулонными материалами. Во-1-х, они экологически безобидны, их можно использовать не только лишь снутри помещений, да и для изоляции плавательных бассейнов и даже резервуаров с питьевой водой. Во-2-х, водоизоляционные материалы на базе цемента имеют более высочайшие физико-механические и надежностные характеристики. Эти составы имеют высшую адгезию с разными основаниями (бетонным, кирпичным, древесным, железным и др.), владеют большой когезионной прочностью, благодаря которой гидроизоляция на базе цемента может принимать как статические, так и динамические нагрузки.
Водоизоляционные материалы на полимерцементной базе характеризуются неплохой паропроницаемостью, что стопроцентно исключает делему образования вздутий и пузырей. Довольно высоки и характеристики надежности этих материалов, они не подвержены такому резвому разрушению, как обычная органическая гидроизоляция, потому их долговечность соизмерима со сроком службы строения, а соответствующим различием является высочайшая ремонтопригодность. В-3-х, цементную гидроизоляцию отличают удобство в работе и большая производительность нанесения, потому что ее можно наносить на мокроватые и влажные поверхности (время от времени увлажнение поверхности перед нанесением водоизоляционного полимерцементного материала является неотклонимым условием).
Конечно, было бы преувеличением сказать, что эти материалы безупречны, у их тоже есть свои недочеты, свои ограничения в применении. Самый большой недочет гидроизоляторов на цементной базе - низкая упругость, потому составы такового типа не эффективны в местах концентрации напряжений, возникающих от перегрузок, температурных перепадов и т.д. В таких случаях полимерцементные мембранные составы используются в купе с эластичными герметиками, а именно силиконовыми. Места вероятных концентраций напряжений (примыкания, швы) после устройства сплошной гидроизоляции расшивают и герметизируют силиконовыми герметиками. Эти швы служат и разгрузочными поясами. Не считая этого, у таких материалов время эксплуатационной готовности несколько больше, чем у полимерно-битумных, что время от времени довольно критично и может плохо отразиться на технологическом процессе строительства.
Перечисленные особенности водоизоляционных материалов на цементной базе обусловили и область их внедрения. Более обширное внедрение эти составы отыскали для гидроизоляции стенок фундаментов и подвалов, резервуаров для воды, плавательных бассейнов (очень принципиальной особенностью выступает возможность кооперировать функции гидроизоляции и клея для облицовочной плитки), стенок и полов во мокроватых помещениях (автомойки, ванные комнаты), поверхностей эксплуатируемых террас и балконов, также для защиты строй конструкций от воздействия брутальной среды, к примеру разных кислот.
Существует некоторое количество видов систематизации водоизоляционных цементных материалов. По воздействию на гидроизолируемую поверхность их подразделяют на пленочные и проникающего типа, по составу- на полимерцементные и цементно-минеральные, по методу нанесения - на обмазочные и штукатурные. Как особенный вид гидроизоляции выделяют водоизоляционный клей, также особые ремонтные водоизоляционные составы для ликвидации аква течи, которые также именуют тампонажными.
Проникающая гидроизоляция на базе цемента
Таковой вид гидроизоляции делают уникальными материалами. В итоге обработки поверхности бетонных конструкций химически активные вещества, входящие в состав консистенции, вступая в соединение с составляющими цементного камня, образуют нерастворимые нитевидные кристаллы, заполняющие микротрещины, поры и капилляры бетона, уплотняя его, и делают тем преграду воде и брутальным субстанциям. Обработанные при помощи проникающей гидроизоляции конструкции противостоят воздействию большинства брутальных сред, предупреждают проникновение химикатов, соленой воды, сточных вод и других вредных веществ в окружающую среду.
Проникающая цементная гидроизоляция увеличивает морозостойкость бетона, защищает его от выветривания и других повреждений, вызванных погодными критериями, предутверждает окисление арматуры. Кристаллические образования гидроизоляции с проникающей способностью имеют такие маленькие поры, что вода не может просачиваться через их. Но они не понижают воздухо- и паропроницаемости. Таким макаром, бетон может "дышать" и остается совсем сухим. Проникающая гидроизоляция просит воды для формирования кристаллических образований. Мокроватый, либо "юный", бетон безупречен для обработки проникающими водоизоляционными материалами. Если бетон сухой, то перед нанесением он должен быть увлажнен.
Проникающая гидроизоляция имеет ряд других существенных преимуществ.
Кристаллические образования проникающей гидроизоляции становятся составляющей частью бетона, обеспечивая его водонепроницаемость за счет уплотнения структуры;
- уплотняет трещинку до 0,4 мм. Не просит подготовительной обработки поверхности грунтовкой, не опасается прокалывания, отрыва либо отделения от поверхности и не просит защиты во время оборотной засыпки, также укладки арматуры, проволочной сетки и других материалов. Не считая того, большая эффективность внедрения проникающей гидроизоляции достигается при температуре эксплуатации конструкции в спектре от -320С до +1350С. Допустимый спектр колебаний температуры составляет от -1320С до +15300С.
Неизменная кислотность среды при эксплуатации конструкций должна находиться по фактору рН в границах от 3 до 11. При воздействии повторяющейся кислотности обозначенный спектр может быть от 2 до 12. Необходимо подчеркнуть, что для воды и нейтральной среды рН=7, в растворе кислоты рН<7, в растворе щелочи рН>7. Таким макаром, допустимые пределы уровня рН для проникающей гидроизоляции демонстрируют, что ее можно использовать в брутальных кислотных и щелочных средах. Обработка проникающей гидроизоляцией защищает поверхность бетона от хим злости разных сред, включая хлориды, также предутверждает коррозию арматурной стали. Влажность и уф-излучение не оказывают воздействия на эксплуатационные свойства бетона, обработанного составом проникающей гидроизоляции.
Проникающая цементная гидроизоляция обладает неплохими техническими чертами. Она обеспечивает поверхности непроницаемость (бетон шириной 5 см, обработанный составом проникающей гидроизоляции, был подвержен испытанию под давлением столба воды 123 м и остался стопроцентно непроницаемым). Состав проникающей гидроизоляции имеет неплохую хим сопротивляемость (при проведении исследовательских работ воздействие соляной кислоты, едкого натрия, толуола, нефти, этиленгликоля, хлора не оказало вредного воздействия на обработанный бетон). Проникающая гидроизоляция наращивает на 20% крепкость на сжатие поверхности. Раствор проникающей гидроизоляции обладает неплохой морозостойкостью и сопротивляемостью радиации.
Области внедрения
Проникающую гидроизоляцию на цементной базе в главном используют на последующих объектах: внешние стенки; стенки и пол подвалов, испытывающих "положительное" и "негативное" давление грунтовых вод; фундаменты; резервуары для технической и питьевой воды; канализационные системы либо баки для воды; тоннели и шахты; колодцы; подземные своды; автомобильные стоянки; технологические строения городских водозаборов; дамбы; бассейны. В качестве примеров проникающей гидроизоляции можно привести такие материалы, как Осмосил (производитель - INDEX, Италия), Гидротэкс-В и Гидротэкс-У (изготовитель - компания "Гидротэкс", Наша родина).
Осмосил представляет собой готовую смесь сероватого либо белоснежного цвета, содержащую осмотический гидроизолирующий цемент, прочные влагозащитные составы, особые добавки и отборные инертные наполнители. Используют Осмосил для гидроизоляции внутренних и наружных фундаментов и оснований построек, подземных помещений, шахт лифтов, дренажных систем и туннелей, наружных и внутренних стенок, бассейнов, колодцев, емкостей, цистерн с питьевой водой либо среднеагрессивными жидкостями, душевых и ванных комнат. Материал можно наносить как снутри, так и снаружи на цемент, бетон, поверхности из кирпича, туфа, камня при условии, что поверхность за ранее заштукатурена, к примеру, цементной штукатуркой.
В использовании Осмосил есть и ограничения. К примеру, его не советуют использовать на поверхностях, подверженных вибрациям и усадкам. В таких случаях рекомендуется добавлять в раствор Осмосил латексную добавку Колласил. Через 28 дней водопроницаемость этого материала при давлении 7 атм равна всего 0,003 л/м2/ч, при этом с течением времени за счет полного отвердения цемента этот параметр улучшается. Осмосил обладает неплохой адгезией к бетону - более 26 кг/см2, высочайшими прочностными чертами, к примеру, через 28 дней сопротивление давлению составляет 440 кг/см2. Готовое покрытие, выполненное из материала Осмосил, можно эксплуатировать в широком спектре температуры - от -300С до +900С, а делать водоизоляционные работы следует только при положительной температуре, при этом не ниже +50С. Подвергать готовое покрытие нагрузкам следует не ранее чем через 48 часов.
Материалы Гидротэкс-В и Гидротэкс-У изготавливают на базе цемента, песка и минеральных добавок. Гидротэкс-В советуют использовать в качестве внутренней, а Гидротэкс-У и внутренней, и наружной гидроизоляции бетонных и каменных конструкций в сооружениях заглубленного либо полузаглубленного типа, при неизменной инфильтрации грунтовых вод: подвалы, гаражи, овощехранилища, тоннели, шахты, заполненные водой либо брутальными жидкостями емкости (плавательные бассейны, резервуары питьевой воды пожарные резервуары, канализационные гидротехнические сооружения, емкости хранения солевых смесей, нефтепродуктов, растворителей, щелочей и т.д.). По заверениям разработчиков группы материалов Гидротэкс, глубина проникания в бетон зависимо от его плотности добивается 100 мм.
В качестве ограничения по использованию этих материалов следует именовать то, что их не следует наносить на каменно-бетонные конструкции, имеющие некапиллярную структуру. Оба материала имеют очень высочайшие физико-механические свойства. Водонепроницаемость Гидротэкс составляет 10 атм (1 МПа), а Гидротэкс-У - 8 атм. Предел прочности через 28 суток при извиве у Гидротэкс-В равен 9.. .12 МПа, Гидротэкс-У - 6.. .8 МПа, при сжатии соответственно 60.. .70 и 50.. .60 МПа, крепкость на отрыв через 28 суток у Гидротэкс-В составляет 2,8.. .3 МПа, а Гидротэкс-У - 2,4...2.6 МПа. Оба материала можно эксплуатировать при температурах от -400С до +900С, а их морозостойкость составляет более 500 циклов. Гидротэкс модификаций "В" и "У" наносят шириной слоя покрытия от 2 до 3 мм зависимо от состояния обрабатываемой поверхности, а расход может составлять от 2,5 до 5 кг/м2. Суммарный расход материала Осмосил при нанесении в два слоя составляет примерно 3 кг/м2.
