Как улучшить свойства цемента: применяем добавки

Цемент известен человечеству уже много-много лет. Еще древние римляне использовали при строительстве своих монументальных сооружений некое подобие современных цементных растворов, подмешивая в известь вулканический пепел Везувия или измельченный кирпич.

Цемент в его нынешнем виде стал применяться для строительных работ с конца XIX века. С тех пор не прекращались попытки улучшить его качества путем добавления различных составов.

На сегодня по наличию основного минерала различают несколько основных видов цемента:

• портландцемент - наиболее широко применяется в строительстве;
• глиноземистый цемент;
• магнезиальный цемент;
• кислотоупорный цемент.

Мы рассмотрим добавки именно для портландцемента, поскольку другие виды применяются в строительных работах крайне редко.

Для улучшения свойств цемента применяются различные добавки, которые можно разделить на следующие группы:

1. Пластификаторы. Внутри этой группы также присутствует разделение на подгруппы, у каждой из которых имеются специфические особенности.

• Диспергирующие добавки
• Смачивающие и воздухововлекающие добавки.
• Уплотнители. С помощью этого типа добавок удается понизить водопотребность бетона и замедлить его схватывание. Благодаря пониженной водопотребности бетон приобретает большую прочность и пластичность.

Наиболее известны такие пластификаторы как летучая зола, известь, смазочное масло, дарекс и винсол. В последнее время популярностью пользуется специально разработанная промышленностью добавка "пластимент".

2. Ускорители и катализаторы. Самым старым и проверенным ускорителем затвердевания бетона является хлористый кальций. При его введении в состав прочность большинства бетонов из портландцемента возрастает. Действие добавки зависит от состава цемента. Рекомендуется добавлять хлористый кальций из расчета 1-2% от веса сухого порошка, но даже добавка в 0,2% способна существенно повысить прочность бетона на раннем этапе его затвердевания. Хорошие результаты дает его применение при укладке бетона в условиях температуры около 5°С и даже более низкой.

Еще одним катализатором является триэтаноламин, добавка которого также повышает прочность бетона на ранней стадии, но в меньшей степени, чем хлористый кальций. Зато повышение прочности с помощью триэтанонламина сохраняется на всех сроках затвердевания состава. Обычно триэтаноламин входит в состав добавки ТДА вместе с чистыми растворимыми солями кальция модифицированной лигосульфоновой кислоты.

3. Водоотталкивающие вещества придают бетону гидрофобные свойства. Пример таких добавок - различные жиры и металлические соли стеаратов. Водоотталкивающие добавки обычно применяются при производстве кладочного цемента, при производстве бетона их употребление наблюдается достаточно редко. Даже небольшая добавка водоотталкивающего вещества увеличивает сроки хранения цемента.

При этом гидрофобные свойства сухого цементного порошка абсолютно не гарантируют тех же свойств у отвердевшего раствора или бетона. Как правило, водоотталкивающие добавки одновременно являются и воздухововлекающими.

4. Регуляторы расширения или расширяющие добавки. Обычно они вводятся в бетон вместе с водой, но иногда применяются и в процессе помола с цементом. Самые известные добавки этого вида - железные опилки и алюминиевый порошок. При их введении в бетонную смесь выделяется водород, причем скорость выделения напрямую зависит от количества и тонкости помола добавки, а также состава самого цемента.

5. Пуццолановые вещества. Чаще всего как активные минеральные добавки используются вулканические породы - трасс, туф, глиеж, топливные золы или обожженная глина. Иногда применяют и породы осадочного происхождения - пепел или диатомит. Цемент с добавкой пуццолановых веществ имеет более высокую устойчивость к воздействию коррозии, обладает повышенной морозостойкостью, меньшим удельным весом и показывает хорошую стойкость твердения.

6. Замедлители. Самый известные замедлитель - это сульфат калия или всем известный гипс. Он добавляется еще при помоле для замедления схватывания состава. Еще один, наиболее хорошо изученный замедлитель, - обычный сахар. Добавление его небольшого количества к портландцементному бетону замедляет схватывание на время, необходимое для проведения строительных работ без отрицательных последствий для бетона. Другие известные замедлители - казеин, соединения бора и сульфат меди.

Как показывает практика, самостоятельное применение портландцемента - достаточно редкое явление, чаще всего он вместе с добавками является составляющей для разного рода композитов - сухих смесей, строительных бетонов и растворов.

Используя данный материал, как шпаргалку, вы сможете лучше ориентироваться в многообразии видов цемента и выбрать для себя именно то, что нужно.