Что такое быстросхватывающиеся бетоны и когда целесообразно их использовать

Что такое быстросхватывающиеся бетоны и когда целесообразно их использовать?

Используется быстротвердеющий бетон в строительстве многоэтажных зданий и монолитных бетонных сооружений для сокращения время ожидания между различными этапами строительства и увеличения качества постройки. Чтобы ускорить затвердевание, в раствор добавляют отвердители и специальные химические добавки. Такой метод имеет низкую себестоимость и широко доступен. Более редким и эффективным способом является измельчение цементного порошка и увеличение площади его контакта с водой.

Добавление строительного гипса ускоряет процесс затвердения в несколько раз, однако такая методика является устаревшей.

  1. Что собой представляет?
  2. Состав
  3. Плюсы и минусы
  4. Маркировка
  5. Как производят?

Производство быстротвердеющего портландцемента

Для того, чтобы получить быстротвердеющий портландцемент в его состав добавляют однородные сырьевые материалы с низким содержанием R2O и MgO.

В отличии от производства обычного портландцемента, сырьевая смесь для быстротвердеющего портландцемента готовится с высоким коэффициентом насыщения оксидом кальция. Данное сырье подвергается более тонкому помолу и тщательной гомогенизации. Обычный портландцемент размалывают до 3000 кв.см/г, а быстротвердеющий портландцемент до 4000 кв.см/г. А клинкер в данном случае подвергается обжигу при более высоких температурах, для которого часто используются высококалорийные малозольные каменные угли.

Тонко измельченный цемент и хорошо подобранный минеральный состав быстротвердеющего бетона значительно повышают его прочность в первые сроки схватывания твердения бетонной смеси.

Изготовление быстротвердеющего бетона

Процесс производства цемента с ускоренным твердением предполагает более тонкий помол ингредиентов. Чем более мелкие гранулы, тем большей получается площадь взаимодействия их с реагентом, что ускоряет гидратацию. Так, удельная поверхность быстросохнущего цемента находится в диапазоне 3500-4000 см2/г, у обычного – 2800-3000 см2/г вещества. Есть и особо быстротвердеющие цементы, где активная площадь достигает 7000-9000 см2/г.

Тонкий помол БТЦ предполагает более быстрый износ оборудования, большее время производства цемента, что сказывается на стоимости материала. Некоторые производители для придания нужных свойств цементу практикуют ввод в состав минеральных добавок (кремнезем оксида кальция, к примеру), но такой вариант не дает той скорости застывания, что созданный на базе цемента тонкого помола бетон.

Сфера применения

Чаще всего быстросхватывающиеся цементные смеси используют именно при реконструкции зданий и сооружений. В таких домах они могут применяться, к примеру, для гидроизоляции, шпаклевки, герметизации:

Очень часто с применением таких материалов ремонтируют цоколи и фундаменты старых зданий.

В новом строительстве такие материалы используются для быстрого крепления к бетону анкеров, каких-либо других металлоконструкций, всевозможных деталей. В некоторых случаях такие растворы применяются и при кладке печей. Также материал этой разновидности может использоваться для изготовления лепных интерьерных украшений, при установке колонн.

Изготовление быстротвердеющего бетона

При выпуске материала, обладающего свойством ускоренного твердения, необходим тончайший помол компонентов. Мелкие гранулы увеличивают площадь взаимодействия с влагой, ускоряя гидратацию. Быстросхватывающийся цемент имеет удельную поверхность 3500 кв. см/г, а обычный продукт — 2800. Особо быстротвердеющий состав вообще обладает активной площадью до 9000 кв. см/г. Когда такая цементная пыль застывает в естественных условиях, через 3 часа уже разрешено демонтировать опалубку, а спустя сутки бетон имеет две трети завершающей прочности.

Технические характеристики

По сравнению с обычными марками быстротвердеющему цементу 800, как вяжущему низкой водопотребности (ВНВ I-72,5), присуще:

  1. Ускоренный период затвердевания и гидратации. Процесс схватывания начинается сразу же после вступления в реакцию компонентов сухой смеси с жидкостью (примерно 45 минут) и заканчивается по истечении 6 часов. Марочная прочность бетонов на основе ВНВ набирается на протяжении 18-24 часов, благодаря чему расширяется область применения, где может использоваться цемент 800. Например, материал участвует в приготовлении высокопрочных бетонов, которые используются для изготовления железобетонных изделий (ЖБИ), мостовых переходов и возведения зданий многоэтажных.
  2. Уменьшенное потребление воды (на 25-30%) при приготовлении составов с одинаковой подвижностью.
  3. Высокий класс прочности — от В60 до В100.
  4. Повышенный показатель сульфатостойкости. Цемент М800 имеет такой же коэффициент, как и у сульфатостойкого аналога.
  5. Пониженное выделение тепла в процессе твердения. Высокая интенсивность затвердевания позволяет, не применяя тепловлажностную обработку, получать оптимальную для распалубки прочность.
  6. Устойчивость к низким температурам, которая достигается благодаря мелкопористой структуре бетона. Показатель в 2-3 раза выше по сравнению с составами, изготовленными на обычном портландцементе.

Все перечисленные характеристики делают цемент М800 востребованным и незаменимым в строительной сфере, в том числе мостостроении. Узнайте чем отличается цемент М400 от М600 и М300 от М500.

Технологии производства безусадочного бетона

В отличие от традиционных смесей при производстве безусадочного бетона используют специальные добавки. Сначала готовят основу, смешивая цемент, песок, щебень и воду, пропорции компонентов зависят от фракции сырья, влажности и марки. После этого, учитывая теплопроводность песка, добавляют суперпластификаторы – именно они придают уникальные качества материалу. Обычно это компоненты на основе алюмината кальция или сульфоалюмината.

Некоторые производители используют фиброволокно или кремнийсодержащие заполнители в качестве дополнительных компонентов. Эти вещества усиливают пластичность и скорость затвердевания бетона.

Составные компоненты

Компании выпускают данную разновидность материалов по индивидуальным производственным рецептам, скрывая подробности состава. Однако в базовую консистенцию входят стандартные компоненты. Набор свойств, присущих разновидностям быстротвердеющего порошка, дают следующие добавки:

  • негашеная известь;
  • углекислый калий;
  • соляная кислота;
  • различные соли.

Исходя из их процентного соотношения, скорость застывания и набора высшей прочности может варьироваться, но процесс всё равно протекает максимально быстро. Также производство не исключает применение различных минеральных добавок и прочих компонентов (не минерального происхождения) для повышения пластичности, обеспечения гидроизоляционной способности, химической устойчивости и других качественных показателей.

Ускорение затвердевания бетона

Состав и пропорции для приготовления бетона на основе гранита и цемента.

Чтобы получить быстротвердеющий бетон с высокими характеристиками прочности, достигаемыми в естественных условиях уже в первые дни после его заливки, можно использовать и обычный цемент. К способам ускорения застывания бетона относятся:

  • уменьшение в растворе цементной и водной составляющих (тощий бетон);
  • применение модификаторов, активирующих гидратацию;
  • домалывание связующего компонента с добавлением в него гипса.

К тощему бетону относится и бетонный раствор марки 200, из которого уже могут изготавливаться конструкции перекрытий. Менее марочные растворы применяются в подготовке оснований перед дорожным строительством и возведением зданий. Ускорение застывания бетона достигается, благодаря меньшему количеству реагентов, из-за которых процесс гидратации проходит гораздо быстрее. При изготовлении так называемого жесткого бетона нельзя увеличивать дозировку воды, так как ее избыток приведет к ухудшению качества раствора.

Затвердевание бетона проходит быстрее, если при приготовлении в раствор добавлять хлористый кальций. Его содержание в бетоне не должно превышать 3%. Если изготавливается железобетонная конструкция, то количество CaCl2 снижается до 2%. Этот модификатор нельзя закладывать в растворы, которыми будут заливаться железобетонные конструкции с арматурой сечением тоньше 4 мм, так как он станет причиной коррозии металла. Не рекомендуется его применять и для сооружения долговременных ЖБИ. Следует добавить, что хлористый кальций добавляется в смесь вместе с водой. Перед тем как залить жидкость в бетон, модификатор необходимо растворить в ней. Специалисты советуют добавлять CaCl2 в пуццолановые цементы, шлакопортландцементы и цементы с длительным сроком затвердевания.

Читайте также  Полки в бане размеры

Быстротвердеющий бетон, набирающий за первые сутки застывания до 50-55% расчетной прочности, получается при домалывании и добавлении в него гипса, содержание которого в связующем компоненте доводится до 3%. Однако лабораторные опыты показали, что лучшие показатели затвердевания показал бетон на основе цемента с 8-процентным содержанием гипса. Специалисты, проводившие исследования отметили, что более эффективным отвердителем является высокопрочный гипс. Бетон, приготовленный с этим модификатором, по показателям прочности почти в 1,5 раза превысил раствор, в который добавлялся обычный строительный гипс.