0

Цем

Область применения напрягающего цемента

В соответствии с назначением и свойствами, которыми характеризуется данный строительный материал область применения достаточно широкая. В частности бетон и бетонный раствор, приготовленный на основе напрягающего цемента, используют для строительства следующих сооружений:

  • Все виды подземных конструкций.
  • Чаши плавательных бассейнов.
  • Емкости очистных сооружений.
  • Емкости для хранения воды и нефтепродуктов.
  • Строительство сборных и монолитных сооружений с повышенной водонепроницаемостью, морозостойкостью и долговечностью.
  • Взлетные полосы аэродромов, мостовые переходы и другие бетонные сооружения, воспринимающие значительные статические и динамические механические нагрузки.

В частном строительстве использование напрягающего цемента рекомендовано и экономически оправдано для возведения фундаментов в условиях высокого стояния грунтовых вод. Это обусловлено практически нулевой восприимчивостью материала к проникновению влаги грунтовых вод и влаге находящейся в сыром грунте.

Особенности напрягающего цемента ГОСТ Р 56727-2015

Напрягающий цемент получают путем совместного помола или смешивания измельченных компонентов. В частности в состав вяжущего материала входят: портландцемент, глиноземистый шлак, доменный шлак (гранулы), природный гипс.

Портландцемент выступает в качестве основы связующего, глиноземистый шлак выступает в качестве расширяющейся присадки, доменный шлак и природный гипс выполняют функцию вспомогательных добавок.

При стандартных условиях окружающей среды (температура воздуха 20 градусов Цельсия, относительная важность воздуха 75-80%) и начало схватывания растворов на основе напрягающего цемента начинается через полчаса после затворения, конец схватывания через 4 часа. При этом прочность цементного камня через 24 часа после затворения составляет 150 кгс/см2, прочность через 28 суток не менее 500 кгс/см2.

Технический смысл самонапряжения пока еще недостаточно изучен. На данный момент времени существует несколько гипотез напряжения и расширения бетона, на основе напрягающего связующего: сольватная, осмотическая, коллоидно-химическая и кристаллизационная. При этом все специалисты полагают, что основной причиной расширения материала является образование гидросульфоалюмината кальция характеризующегося активным ростом кристаллов.

Классификация и характеристики напрягающего цемента

Нормативный документ дифференцирует все напрягающие цементы по следующим характеристикам:

  • Тип цемента.
  • Величина самонапряжения.
  • Класс прочности.
  • Подкласс прочности – нормально твердеющие и быстротвердеющие.

Для простоты восприятия информации сведем все характеристики в Таблицу 1.

Тип напряженияБуквенно-цифровое обозначениеЗначение напряженияПрочностьПодкласс прочности
Низкое самонапряжениеНапрягающий цемент нц-57 кгс/см232,5 МПаНормально твердеющий
32,5 МПаНормально твердеющий и быстротвердеющий
42,5 МПа
Малое самонаряжениеНапрягающий цемент НЦ-107-20 кгс/см232,5 МПаНормально твердеющий
32,5 МПаБыстротвердеющий

42,5 МПа

Нормально твердеющий и быстротвердеющий
Среднее самонапряжениеНапрягающий цемент нц 2020-30 кгс/см232,5 МПа

Нормально твердеющий

42,5 МПа
Высокий уровень самонапряженияНапрягающий цемент НЦ-3030 кгс/см2 и более32,5 МПа
42,5 МПа

Пример и расшифровки стандартного обозначения напрягающего цемента: НЦ-10-32,5Б – ГОСТ Р 56727-2015:

  • Напрягающий цемент малого самозаряжения 7-20 кгс/см2.
  • Класс прочности материала 32,5 МПа.
  • Быстротвердеющий.
  • Изготовленный в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56727-2015.

Оценка качества материала производится на основе измерения конкретных показателей: расширения, самонаряжения, прочности на сжатие и началу схватывания.

Производители и цены

Соответственно специальному составу и специальному назначению напрягающие цементы характеризуются относительно высокой ценой, чем цементы общестроительного назначения. Поэтому прежде приобретать напрягающий цемент, стоит взвешенно оценить экономическую целесообразность и необходимость подобной покупки и применения.

На данный момент времени в Российской Федерации производят напрягающий цемент два предприятия: «Пашийский металлургическо-цементный завод» и Публичное акционерное общество «Подольский цемент». Оба завода выпускают и продают материал марки НЦ-20-32,5Н. При этом компания «Подольский цемент» продает свою продукцию напрямую и предлагает отпускную цену за Напрягающий цемент НЦ-20-32,5Н упакованный в 20 кг мешок по цене 240 рублей, цене за 1000 кг биг-бен 12 000 рублей и цене за 1000 кг навалом 11 500 рублей.

Компания «Пашийский металлургическо-цементный завод» реализует свою продукцию через посредников, поэтому актуальная цена на продукт «Цемент напрягающий НЦ-20, ТУ 5734-072-46854090-98» начинается от 1 000-1 200 рублей за мешок массой 45 кг

Типы, марки и технические характеристики цементов применяемых в капитальном многоэтажном строительстве указаны в рабочей проектной документации. Что касается частных и дачных застройщиков то применение напрягающего цемента для приготовления бетонных растворов рекомендовано в плане строительства фундаментов, выгребных ям, подвалов, погребов и бассейнов.

Сфера применения

Понятие самонапряженного бетона, для производства которого применяется напрягающий цемент, базируется на отсутствии усадки при его укладке. Сохранение формы монолита после заливки делает этот состав идеальным для строительства фундаментов и стяжки полов, создания конструкций, зданий и сооружений.

Водонепроницаемость бетонов с НЦ, допускает применение при строительстве бассейнов, стоков, канализационных каналов. Высокопрочные пескобетоны и гидроизолирующие смеси на базе напрягающих компонентов используются при возведении очистных сооружений, конструкций, периодически подвергающихся воздействию воды или агрессивных сред.

Повышенная прочность конструкций из самонапряженного бетона, обуславливает их применение под высокими статическими и динамическими нагрузками, в трубопроводных магистралях, местностях со сложным рельефом и климатом. Его используют для отливки вертикальных элементов зданий, изготовления плит перекрытия многокорпусного типа, хранилищ, в том числе для токсичных отходов. Напрягающий цемент и строительные растворы на его основе, используют для выполнения следующих работ:

  • ремонта и усиления фундаментов зданий и сооружений, особенно в местностях с высоким уровнем грунтовых вод;
  • строительства резервуаров для воды, нефтепродуктов, других химически активных веществ;
  • создания гидроизоляционных барьеров;
  • ремонта сколов, трещин, швов вертикальных и горизонтальных поверхностей;
  • строительства печей, каминов, бойлерных;
  • устройства стоков, беговых дорожек, взлетно-посадочных полос, участков автомобильных трасс, подверженных высоким нагрузкам;
  • применяют для получения композиционных материалов;
  • малоэтажного строительства, бетонирования подвалов, подземных коммуникаций.

Разновидности и состав

Напрягающий цемент представляет собой саморасширяющийся материал, применяемый в строительстве. Он отличается своей водонепроницаемостью, прочностью. В состав входят:

  • портландцементный клинкер тонкого помола – 70%;
  • глиноземный шлак – 20%;
  • гипс – 10%.

В зависимости от конкретных запросов состав может незначительно меняться, но его нельзя смешивать с другими вяжущими веществами. Для увеличения сопротивления деформациям добавляется известь. Напрягающий цемент маркируется в зависимости от степени расширения при схватывании:

  • состав, не дающий усадки – НЦ 10;
  • средние показатели расширения – НЦ 20;
  • высокое расширение – НЦ 60.

Наиболее распространена марка напрягающего цемента НЦ 20. Этот материал при схватывании расширяется до 1,5% от начального объема, в результате чего приобретает дополнительную прочность. Бетонные конструкции, с таким вяжущим компонентом выдерживают водяное давление в 20 атмосфер, а газонепроницаемость улучшается в 40 раз по сравнению с классическими бетонами. Поэтому он применяется для строительства бассейнов, также в глубоководных конструкциях.

Характеристики и свойства

Характеристики напрягающего цемента регламентируются ГОСТ 31108-2003, в котором отражается соотношение компонентов, входящих в этот материал. Это позволяет получить точные данные, необходимые для расчета будущего здания, конструкции или сооружения.

Одно из свойств, указываемых на упаковке – время первоначального схватывания состава. При стандартных условиях оно составляет 0,5 часа. Прочность на изгиб через 2 суток равна 3,8 МПа, а через 4 недели – уже 5,9 МПа. Прочность на сжатие в этих же временных рамках составляет, соответственно, 14 и 49 МПа. Это больше, чем для обычных бетонов с портландцементом в качестве связующего компонента.

Важным показателем является самонапряжение такого бетона (около 2 МПа). Это позволяет создавать предварительно напряженные железобетонные конструкции, с высоким давлением на арматуру. Данное свойство позволяет возводить высокопрочные фундаменты, вертикальные монолитные конструкции.

Минимальная морозостойкость материала соответствует показателю F30. У бетонов, на основе напрягающего цемента НЦ 20, этот показатель может достигать 1500 циклов заморозки и оттаивания. Ни один другой состав не выдерживает таких нагрузок. Также он взрывобезопасен, пожаростоек.

Преимущества и недостатки

Напрягающий цемент представляет собой универсальный материал, на основе которого легко приготовить строительный раствор, достаточно правильно соблюсти пропорции. Применение НЦ повышает прочностные характеристики и продлевает срок службы бетонных и железобетонных сооружений в 3-6 раз. Это связано с тем, что при расширении масса раствора заполняет все пустоты, делая конструкции монолитными.

Этот материал может использоваться без дополнительной гидроизоляции, поскольку имеет высокую водонепроницаемость, поэтому часто применяется для заливки фундаментов. Это свойство является еще одним преимуществом напрягающего цемента, поскольку гидроизоляционные материалы дороги и недолговечны. Их срок службы не превышает 20 лет, а ремонт гидроизоляции сложен и затратен.

Достоинством является отсутствие усадки при схватывании. Точное прогнозирование характеристик возводимых из него конструкций. При затвердевании на поверхности монолита не возникает трещин, что увеличивает его прочность, влаго- и морозостойкость.

Свойства материала позволяют создавать конструктивные элементы больших размеров без температурных швов, что невозможно сделать, применяя классический портландцемент. Самые прочные полы, плиты перекрытий, фундаментные блоки получаются именно на основе напрягающего цемента.

Важным преимуществом материала – высокая скорость схватывания. Это свойство снижает трудозатраты за счет экономии времени при строительстве. Еще одним плюсом НЦ является многократное увеличение срока безремонтной эксплуатации любых зданий и сооружений, построенных из него.

Среди недостатков отмечают относительно высокую цену. Это приводит к большому количеству подделок на рынке, поэтому при покупке требуйте сертификат качества. Работать с материалом можно только при плюсовой температуре в диапазоне от 5 до 35 °С. Чтобы работать при более низких температурах, в растворы добавляются специальные присадки. Другие добавки применяются, чтобы увеличить время схватывания, которое начинается уже через 30 минут после приготовления раствора.

Напрягающий цемент один из наиболее эффективных, по соотношению цены и качества, материалов, ускоряющий выполнение работы с одновременным повышением качества. Главное условие – строгое соблюдение технологии приготовления и укладки строительных растворов.

Обычный портландцемент, входящий в состав бетона, отличается низкой водонепроницаемостью и устойчивостью к морозу и агрессивным средам. Чтобы решить эту проблему, был разработана особая группа составов под названием саморасширяющиеся или безусадочные цементы. Самым ярким представителем этой группы является напрягающий цемент (НЦ), который максимально отвечает всем эксплуатационным требованиям и подходит для укладки в сложных условиях.

Главная отличительная особенность данного состава заключается в том, что цемент этого типа начинает увеличиваться в объеме в процессе затвердевания бетонной массы. Благодаря этому усадки и мороз не оказывают пагубного влияния на построенное сооружение.

Чем обусловлен подобный эффект

Если речь идет об обычном ПЦ, то его усадка составляет 2 мм/м, при этом максимальный эффект достигается на 3 неделю твердения бетонного основания. Однако именно в этот период времени существует наибольший образования трещин в конструкции.

Саморасширяющиеся смеси, наоборот, увеличиваются в объеме довольно быстро, уже на 3 день бетонная масса, приготовленная на их основе, набирает прочность порядка 300 кг/см2. Это означает, что в данном случае преобладает начальное линейное расширение сырого раствора. Чем больше оно будет, тем быстрее бетон схватится до «опасного» периода, когда могут снизиться его прочностные характеристики.

Подобный эффект определяется компонентами безусадочных смесей. В их состав входят различные примеси, среди которых чаще всего встречаются высокоглиноземистые шлаки, негашеная известь, гидросульфоалюминат кальция, природный двуводный гипс и прочее.

Если в готовой смеси будет высокое содержание саморасширяющихся добавок, то начальное линейной расширение всей смеси будет выше, соответственно она быстрее схватиться. Однако если объем расширяющихся компонентов будет слишком большой, то раствор может начать застывать уже через 4 минуты после его приготовления, что тоже не очень хорошо.

Марки НЦ и их свойства

Параметры НЦ определяются ГОСТ 31108-2003, согласно которому напрягающий цемент может быть трех видов, в зависимости от величины энергии самонапряжения (этот параметр указывается на маркировке в виде двузначной цифры).

  • НЦ 10 – безусадочный цемент (почти не используется);
  • НЦ 20 – напрягающий цемент со средними показателями линейного расширения;
  • НЦ 60 – цемент, отличающийся высоким линейным расширением.

Сегодня наибольшей популярностью пользуется НЦ 20, так он обладает оптимальными характеристиками:

  • Уже через сутки прочность бетона с добавлением НЦ 20 будет составлять 15 МПа (порядка 250 кг/см2), а через 28 дней этот показатель достигает 50 МПа.
  • Прочность на растяжение у бетонов, изготовленных на основе НЦ 20, почти на 30% превышает показатели растворов, приготовленных с добавлением стандартного портландцемента.
  • Линейное расширение раствора составляет от 0,3 до 1,5%. При этом в процессе расширения давление состава доходит до 30-40 кгс/см2, чего вполне достаточно для изготовления так называемых предварительно напряженных ЖБ конструкций, при условии одного или нескольких направлений натяжения арматуры.
  • Самонапряжение составляет не меньше 2 МПа.
  • Газонепроницаемость бетона на основе НЦ 20 в 40 меньше, бетона, приготовленного из ПЦ.
  • Бетон с добавлением НЦ способен выдерживать давление воды до 20 атм.
  • Морозостойкость саморасширяющейся смеси составляет до 1500 циклов.

Все эти свойства делают цемент этого типа крайне популярным в самых различных областях строительства.

Сфера использования НЦ

Саморасширяющийся состав используется в следующих областях:

  • при возведении загородных бассейнов и очистных сооружений;
  • для ремонта помещений, подверженных затоплениям;
  • при изготовлении фундаментальных оснований для турбогенераторов и конструкций, испытывающих сильные динамические нагрузки, а также при подготовке «фундамента в грунте»;
  • в строительстве объектов, предназначенных для хранения радиоактивных и токсичных отходов промышленности (например, отстойников для нефтепродуктов);
  • при укладке дорожных и взлетных покрытий и полов на промышленных объектах;
  • при изготовлении плит перекрытия многопустотного типа;
  • в процессе производства безнапорных и напорных трубопроводов.

В частном строительстве НЦ 20 очень часто используют при кладке печей и каминов. Кроме этого, он будет оптимальным решением при строительстве подвала, бани или подземного гаража.

Полезно! Смешивать НЦ с другими видами цемента не рекомендуется, так как в этом случае напрягающий состав может потерять свои свойства. Для приготовления качественного раствора необходимо смешать НЦ 20 и чистый просеянный речной песок в пропорции 1:2. Вода добавляется до получения однородной консистенции.

Также состав применяется в случае, если к бетонной конструкции предъявляются повышенные требования устойчивости к трещинообразованию, морозоустойчивости, долговечности и гидроизоляции.

Так как НЦ 20 обладает хорошей адгезией, он отлично сцепляется со старым бетонным основание. Благодаря этому его успешно используют для ремонта и восстановления бетонных конструкций. Заделка швов, трещин и стыков и покрытие старого основания более прочным материалом повышает его водонепроницаемость и прочность. Исходя из этого, НЦ становится оптимальным составом практически для любого типа работ.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *