Цемент для водного строительства

Как сделать своими руками цементный раствор водостойким (водонепроницаемым)

Цемент водостойкий используется для строительства объектов, которые постоянно либо периодически находятся под воздействием воды и повышенного уровня влажности. Несмотря на то, что на рынке сегодня представлено множество строительных материалов с разнообразными свойствами, цемент по-прежнему остается одним из наиболее востребованных и актуальных. И необходимость сделать его водостойким может появиться в самых разных ситуациях.

Водонепроницаемый цемент в ряде случаев позволяет сэкономить деньги, время и силы на обеспечении сложных влагозащитных систем, сокращая объем гидроизоляционных мероприятий.

Объясняются такие свойства структурой материала: если при затвердении в обычном растворе остаются воздушные микроскопические полости, куда может попасть вода и разрушить материал, то в водостойком цементе их практически нет, поэтому монолит не боится воздействия влаги и воды.

В водонепроницаемом цементе нет воздушных включений благодаря расширению материала либо заполнению их специальными веществами. Обычно из влагостойкого цемента строят фундаменты на влажных почвах, разные конструкции при условии низкого пролегания грунтовых вод, погреба, подвалы, стяжки пола, смотровые ямы, стенки колодцев, бассейнов, резервуаров и т.д.

Виды водостойких цементов

Цемент влагостойкий бывает нескольких видов, которые отличаются по принципу взаимодействия веществ с составе, структуре, эксплуатационным характеристиками.

Водонепроницаемый цемент демонстрирует меньшую пористость, не позволяя влаге попадать в структуру материала.

Не боится снега и влажного воздуха, не пропускает воду вовнутрь верхних слоев бетона, выдерживает воду под большим напором. Водостойкий цемент отталкивает воду – не пропускает вовнутрь, но напор воды не выдерживает.

Производство цемента с водостойкими качествами и его состав

В составе бетонной смеси с высокими показателями влагостойкости основным вяжущим веществом является цемент (производится из гипса, высококачественного глиноземистого цемента, гидроилюмината кальция. В частном строительстве редко делят цемент данного типа на водонепроницаемый и влагостойкий, но при возведении серьезных масштабных проектов состав и особенности материала нужно изучать тщательно.

В производстве водонепроницаемой бетонной смеси используют цемент тонкого помола (обычно портландцемент М500) со специальными добавками, вид и объем которых может быть разным. Мелким наполнителем выступает песок, крупным – щебень или гравий.

Связующее и наполнитель используют в пропорциях от 1:3.6 (М450) до 1:11.6 (М100). Песок с щебнем берут в объемах 1:1.5 (не очень прочные составы) и 1:2.2 (высокопрочные бетоны).

Область применения

Водонепроницаемый цемент используется обычно в условиях повышенной влажности, риска разрушения бетона водой, там, где мероприятия по гидроизоляции не могут быть проведены или обойдутся слишком дорого.

Сфера применения водостойкого цемента:

• Условия повышенной влажности от 75% и выше – в сухих условиях после использования раствора с такими свойствами он даст сильную усадку
• Строительство фундаментов, цоколей, несущих конструкций
• Сооружение колодцев, различных конструкций на большой глубине
• Цемент водонепроницаемый расширяющийся активно используют при восстановлении разрушенных железобетонных и бетонных объектов
• Гидроизоляция стволов шахт, тоннелей
• Подземное и подводное строительство, обустройство водонепроницаемых швов
• Устройство изоляционных оболочек в разнообразных конструкциях железобетонных сооружений
• Цемент для бассейнов водонепроницаемый применяют при укладке плитки на дне чаши
• Устройство стяжки пола в подвале, погребе, гараже
• Заливка дна и стен септиков
• Сооружение водоводов, декоративных прудов
• Создание водонепроницаемой стяжки на крыше подземных гаражей

Применение материала актуально везде, где есть необходимость повысить стойкость бетонной конструкции ко влаге и защитить от разрушений.

Безусадочный

Безусадочный водонепроницаемый цемент создают с использованием алюмината в небольшом объеме. Создается кристаллический цементный камень, упрочняющий и уплотняющий структуру. Состав смеси: глиноземистые портландцементы (около 85% объема), асбест (до 5%), полуводный гипс и алюминат кальция (до 10%).

Материал используется для возведения сооружений, которые постоянно находятся под воздействием воды. Поэтому в раствор часто добавляют смесь азотнокислого кальция, алюминиевой пудры и ферросилиция для антикоррозийного эффекта и защиты армирования от влаги.

Расширяющийся

ВРЦ расширяющегося типа изготавливают посредством добавления в состав гидроалюмината. Чаще всего состав такой: 70% глиноземистого цемента, 20% полуводного гипса, 10% гидроалюмината кальция. Смесь готовят так: смешивают сухие компоненты, измельчают. Благодаря активной реакции между компонентами масса расширяется в процессе быстрого твердения, схватывается уже через несколько минут после укладки, завершается процесс через 10 минут.

Влагостойкий расширяющийся цемент расширяется тем больше, чем выше влажность. Процесс внутреннего расширения проходит долго. Через 3 дня цемент соответствует прочности марки М300, через 28 – марки М500. Раствор обладает высокими гидроизоляционными свойствами, улучшающимися в воде. Данная характеристика позволяет использовать бетон в строительстве бассейнов, плотин, дамб.

Быстротвердеющий

Цемент водонепроницаемый быстротвердеющий застывает быстрее всех остальных. Его состав способствует повышению прочности уже на третьи сутки после заливки. В состав вводят трехкальциевый силикат в объеме, равном минимум 50% общей массы раствора.

Быстротвердеющий водостойкий цемент используется в создании сверхпрочных бетонов, для ускорения времени кладки, в производстве не боящихся влаги железобетонных конструкций, для создания тротуарной плитки и бордюров.

Как сделать цемент водонепроницаемым своими руками

До того, как сделать раствор водонепроницаемым своими руками, нужно тщательно изучить все пропорции. Так, в обычный цемент можно добавить жидкий гидроизолирующий гиперконцентрат Дегидрол 10-2 в объеме 4 литра на кубический метр раствора. Рецепт гидроизоляционной бетонной смеси: 125 кг цемента, 30 кг песка, 55 кг щебня, 200 миллилитров Дегидрола, 10 литров воды.

Сначала разводят водой добавку, потом смешивают сухие компоненты, в них доливают жидкость. В процессе приготовления нужно исключить возможность попадания в раствор песка с содержанием глины или самой глины. Если используется бетономешалка, то сначала в нее вливают воду, потом Дегидрол, далее постепенно всыпают сухие субстанции. Смесь готова через 5 минут после замеса.

Важно не только соблюдать пропорцию сухих материалов и правильно выбирать добавки: изготовление бетона предполагает еще некоторые нюансы. Так, нужно удостовериться, чтобы объем воды не превышал 40% общего объема раствора. То есть, для мешка цемента в 50 килограммов берут воды не больше 20 литров. Нужно следить за тем, чтобы в составе песка не было глины. На один кубический метр смеси берут минимум 350 килограммов цемента.

Виды добавок

Можно произвести водостойкий цементный раствор своими руками, зная, какие добавки нужны и в каких объемах их нужно добавлять. В составе бетонной смеси, стойкой к воде, могут быть такие добавки: Дегидрол, Працтин, Церезин Нормал, Бетфикс, Трицосал Н. Эти добавки призваны повышать прочность материала, плотность, уменьшать число пор в структуре, в которые может попадать вода.

Пластификаторы могут добавляться в объеме 0.1-3% общей массы. Это преимущественно ПАВы, которые могут быть высокоэффективными, сильнопластифицирующими и слабопластифицирующими.

Вибрирование

Вибрирование позволяет удалить воздух, который мог появиться в структуре материала и значительно уплотнить бетон. Лучше всего данный этап работ выполнять с использованием специального оборудования – обычно для этих целей берут наружные глубинные вибраторы планетарного, маятникового, электромеханического типов.

Уход за бетонными конструкциями

На протяжении трех суток после заливки бетона его поверхность регулярно сбрызгивают водой – с интервалом несколько часов. Также обязательно укутывают полиэтиленовой пленкой, которая защищает бетон от быстрого испарения влаги. Такой специальный уход позволит уменьшить усадку и защитить будущую конструкцию от появления трещин, деформаций, разрушений.

Водостойкий цемент – материал, использование которого актуально в самых разных сферах, на тех или иных этапах ремонтно-строительных работ. Создать водонепроницаемую бетонную смесь можно своими руками, при условии соблюдения пропорции и выбора правильных добавок.

Источник

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ ПЛОТИН

Цементы для бетонных гидротехнических сооружений

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При проектировании гидротехнических объектов для железобетонных конструкций применяются различные виды цементов. Это связано с тем, что гидротехнические сооружения эксплуатируются в разнообразных условиях (часто — очень тяжелых). Данное обстоятельство приводит к различным требованиям, предъявляемым в проектной документации к цементам, например:
– прочность;
– водонепроницаемость;
– морозостойкость;
– сульфатостойкость;
– тепловыделение;
– скорость твердения;
– истираемость.
На нижеприведённом рисунке указаны ориентировочные требования, предъявляемые к бетонной смеси на примере проекта ГЭС русловой компоновки.

2 ВИДЫ ЦЕМЕНТОВ

Рассмотрим виды цементов, наиболее часто встречающиеся при проектировании гидротехнических объектов:

Портландцемент (силикатцемент) — наиболее популярный цемент. Цементный камень бетона на портландцементе прочнее, чем на пуццолановом цементе или шлакопортландцементе, и имеет меньшую усадку. Однако портландцемент неприменим для цементации при наличии сульфатной агрессии.

Шлакопортландцемент — представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением смеси из портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса. Шлакопортландцемент применяется в конструкциях, находящихся в условиях влажной среды, для подводных конструкций, или во внутренних зонах массивных гидротехнических сооружений. При этом шлакопортландцемент нельзя использовать в зонах переменного уровня воды. Основными характерными свойствами шлакопортландцемента являются: высокая сульфатостойкость, несколько повышенная кислотостойкость, хорошая трещиностойкость (благодаря пониженным тепловыделениям), низкая щёлочестойкость, несколько пониженная морозостойкость, невысокая способность по защите арматуры, замедленное схватывание и набор прочности (особенно — при низких температурах), по коррозионной стойкости занимает промежуточное положение между обычным и пуццолановым цементом.

Пуццолановый цемент — является гидравлическим вяжущим, получаемым посредством измельчения портландцементного клинкера, гипса и активной минеральной добавки. Пуццолановый цемент обладает следующими свойствами: высокая водостойкость (особенно в мягкой воде), водонепроницаемость, сульфатостойкость (выше, чему у обычного портландцемента, но хуже, чем у сульфатостойкого портландцемента), несколько повышенная кислотостойкость, меньшее выделение тепла при твердении (что особенно полезно для массивных гидротехнических сооружений), пониженная щёлочестойкость, несколько пониженная морозостойкость, большая усадка на воздухе. Пуццолановый цемент непригоден при попеременном увлажнении (т.е. в зонах переменного уровня), а также для цементации (несмотря на хорошую стойкость против сернокислых вод). Поэтому в проектах плотин наибольшее применение этот вид цемента нашел в конструкциях, находящихся в условиях влажной среды — в подводных частях плотин, в подземных сооружениях, во внутренних зонах массивных гидротехнических сооружений, для цементации основания при наличии агрессивных вод.

Сульфатостойкий цемент — характеризуется очень высокой сульфатостойкостью, несколько пониженной щёлочестойкостью. Как и в других областях строительства, в гидротехнике сульфатостойкий цемент применяется для конструкций, работающих в условиях агрессивной среды, в том числе — в зоне переменного уровня воды. Такой цемент не используется для набрызг-бетона, что связано с большим сроком схватывания.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) — представляет собой гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением портландцементного клинкера, глинозёмистого шлака, гипса и гранулированного доменного шлака. Важнейшим свойством ВРЦ, очень важное при проектировании, является очень быстрое схватывание: начало схватывания происходит через 5 мин, окончание — через 10 мин.

Глинозёмистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое измельчением обожжённой до спекания смеси бокситов и извести. Глинозёмистый цемент применяется при срочных восстановительных работах, тампонировании нефтяных скважин, для приготовления жаростойких бетонов. Также этот цемент применяется в проектах обделок туннелей и цементации основания в условиях агрессивных вод, сооружения бетонных конструкций в зоне переменного уровня воды. Основными свойствам глиноземистого цемента являются: водостойкость (в пресных и сульфатных водах), морозостойкость, стойкость при высоких температурах, значительные сульфатостойкость и кислотостойкость, низкая щелочестойкость. Следует отметить, что глинозёмистый цемент примерно в четыре 4 раза дороже портландцемента.

Напрягающий цемент (НЦ) — по сути является смесью портландцемента, глинозёмистого цемента и гипса. Применяется напрягающий цемент для изготовления напорных труб, резервуаров.

Гидрофобный цемент — цемент, аналогичный по прочности портландцементу, но сохраняющий активность при длительном хранении — он не слёживается и не комкуется. Гидрофобный цемент придаёт бетонной смеси повышенную пластичность, удобоукладываемость, а готовому бетону — морозостойкость.

Водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) — специальный вид цемента, применяемый для изготовления торкретбетона.

3 РАСХОД ЦЕМЕНТА

Типичное содержание цемента в бетонной смеси, применяемое в проектах гидротехнических сооружений, составляет 250—320 кг/м 3 . Минимальное содержание — около 200—220 кг/м 3 , максимальное — 400―500 кг/м 3 . С повышением содержания цемента растет прочность бетона, однако при превышении величины 500 кг/м 3 прочность бетона начинает снижаться.

Приведем некоторые примеры количества цемента в бетонной смеси:
– подводное бетонирование методом ВПТ (метод вертикально-перемещаемой трубы): 300—350 кг/м 3 ;
– подводное бетонирование методом ВР (метод восходящего раствора): 300—370 кг/м 3 ;
– основание бетонных плотин: до 230 кг/м 2 ;
– подводная зона бетонных плотин: не менее 240 кг/м 3 ;
– зона переменного уровня воды: 300—450 кг/м3, не менее 275 кг/м 3 ;
– внутренняя зона бетонных плотин: не менее 160 кг/м 3 ;
– наружные зоны, не подвергающиеся воздействию воды: до 240 кг/м 3 ;
– наружные зоны, подвергающиеся воздействию воды: до 260 кг/м 3 ;
– рисбермы бетонных плотин: от 210 кг/м 3 ;
– донья шлюзов: 250 кг/м 3 ;
– обделка гидротехнических туннелей: 240—330 кг/м 3 ; при подаче бетона бетононасосами — от 280—300 кг/м 3 ;
– ремонтный бетон: от 300 кг/м 3 .

На современном рынке представлено множество специальных цементов от крупных мировых производителей. Гидротехническое строительство часто характеризуется большими объемами бетонных работ. Поэтому из-за высокой стоимости специальных цементов их в основном применяют в проектной документации на ремонт и реконструкцию гидротехнических сооружений. К очень популярным маркам, часто закладываемым в проектах, можно отнести следующие продукты: пластифицированный расширяющийся портландцемент Macflow (производитель BASF ), расширяющийся высокоподвижный цемент Stabilcem (производитель MAPEI ), цементы линейки Sikacrete (производитель Sika ). Все перечисленные цементы, являясь иностранными брендами, сейчас изготавливаются на заводах, действующих в России. Однако существует множество менее известных российских производителей специальных цементов, часто не уступающих по качеству иностранным брендам. Их применение позволяет несколько уменьшить сметную стоимость работ, получаемую в проектной документации.

Источник