Гидрофобный цемент

Гидрофобный цемент

Изготовляется на цементных заводах посредством введения в клинкер в процессе помола вместе с гипсом специальной гидрофобизирующей добавки.

Этой добавкой являются органические поверхностно-активные вещества типа мыл: мылонафт, олеиновая кислота, асидол, солидол и др. (ГОСТ 13302-67).

Она так же, как и сульфитно-спиртовая барда, интенсифицирует процесс изготовления цемента, повышая тонкость его помола, кроме того, уменьшается слипание цементных частиц и не имеет места обычно наблюдаемое в мельницах прилипание цемента к мелющим телам (шарам).

Отличительные свойства гидрофобного цемента следующие:

-несмачиваемость его водой или, вернее, негигроскопичность. Благодаря этому цемент может долго сохраняться в порошке, не подвергаясь действию атмосферной влаги. В результате длительного хранения он при нахождении на воздухе не теряет в отличие от других сортов цемента своей активности и при кратковременном воздействии воды не превращается в комки. Объясняется это тем, что введенная в состав цементного порошка в процессе его помола гидрофобизирующая добавка адсорбируется на поверхности частиц цемента, химически связывается с ними и покрывает их мономолекулярным слоем,

Применение гидрофобного портландцемента в ГТС

-потребность при его затворении в растворной или бетонной смеси меньшего количества воды для достижения той же пластич­ности, как и для обычного портландцемента, таким образом, гидрофобный цемент можно отнести к пластифицированным цементам,

-меньшее расслоение бетонной и растворной смесей, причем затворенный на нем раствор легко транспортируется на большую высоту, что, например, имеет место при его нагнетании за плиты-оболочки подземных тоннелей и чего нельзя достичь при использовании обыкновенного портландцемента, это объясняется еще и большой подвижностью смеси.

Гидрофобизирующая добавка относится и к воздухововлекающим добавкам, увеличивающим содержание воздушных пузырьков в бетоне. Еще совсем недавно избыточное содержание воздуха в бетоне признавалось вредным, но после того, как было выяснено положительное технологическое влияние малых добавок воздухововлекающих веществ, это мнение изменилось. Меньшее содержание воды и наличие равномерно распределенных микропор, заполненных воздухом, в твердеющем цементном камне придают ему ряд важных свойств: меньшую усадку, сниженный капиллярный подcoc, пониженное водопоглощение и т. д.

Твердение гидрофобного цемента протекает нормально, и его марки одинаковы с марками обычного портландцемента. В настоящее время этот цемент выпускается заводами сотнями тысяч тонн, лучше всего он используется при мелких песках.

Гидрофобный цемент заводского приготовления и обладающий многими положительными качествами, улучшающими свойства гидротехнического бетона, все же представляет собой частный случай применения добавок пенообразователей, т. е. поверхностно-активных веществ, действующих на бетон благодаря своей пенообразующей способности.

Если вводить при затворении растворной или бетонной смеси добавки-пенообразователи типа обычных натровых мыл непосредственно в воду, то основным их действием будет пенообразование вместе с гидрофобизацией цементных частиц в воде в процессе гидратации. В сложной системе фаз — твердой, жидкой и газообразной — бетонной смеси или в цементном растворе понижается поверхностное напряжение на границах раздела жидкости и газа и вместе с пенообразованием появляются мельчайшие воздушные пузырьки, не слипающиеся при соприкосновении друг с другом, они будут превосходной смазкой, способствуют перемещению твердых частиц мелкого и крупного заполнителей (песка, гравия и щебня), благодари чему увеличиваются подвижность и удобоукладываемость смеси.

Как показали эксперименты, введение при изготовлении гидротехнического бетона гидрофобизирующих (воздухововлекающих) добавок в растворимой форме вместе с водой затворения представляет собой более гибкий способ воздействия на свойства растворной и бетонной смесей.

Препарату нейтрализованной, высушенной и переведенной в порощкообразное состояние абиетиновой смолы дано наименование «смола нейтрализованная воздухововлекающая» (СНВ).
Введение гидрофобизирующих добавок нужно особенно рекомендовать при подводном бетонировании.

За рубежом (в США) в качестве воздухововлекающей добавки в растворных и бетонных смесях весьма распространена добавка мыла на основе смолы «винсол», которая по своим показателям близка к нашей отечественной абиетиновой смоле. Пятым Международным конгрессом по большим плотинам, состоявшимся в Париже (в 1955 г.), большое внимание было уделено воздухововлекающим добавкам как надежному средству для улучшения свойств растворной и бетонной смесей.

02 октября 2016 г.

25 сентября 2016 г.

Подписка на новости сайта

Преимущества и недостатки гидрофобного цемента

Гидрофобный цемент представляет собой вяжущее вещество с повышенным уровнем водонепроницаемости. Он является результатом мелкодисперсного измельчения портландцементного клинкера, различных добавок и гипса. Именно добавки и отвечают за гидрофобные свойства материала.

В качестве добавок могут выступать кубовые остатки какой-либо жирной кислоты, окисленный петролатум, олеиновая кислота, асидол мылонафт. Они вводятся в материал в процентном соотношении 0,1-0,3% к общей массе цемента.

В то время как цемент схватывается, добавки на поверхности всех частиц образуют гидрофобную пленку, снижающую уровень гигроскопичности материала. Растворы и бетоны, приготовленные с использованием такого цемента, имеют меньший уровень водопоглощения, повышенную водонепроницаемость и морозостойкость.

Любой вид цемента может быть гидрофобным (и шлаковый, и портландцемент, и глиноземистый и т.д.). При производстве материала основной стадией является введение в смесь малого количества гидрофобных добавок, вследствие чего на каждом «зерне » цемента появляется адсорбционный слой, который словно «намасливает » его. Чтобы сделать гидрофобным любой цемент, в процессе помола клинкера в него следует добавить перечисленные выше вещества, которые и определят достоинства и недостатки гидрофобного цемента.

Благодаря своей негигроскопичности, цемент может длительное время сохранять активность при любых условиях (и даже при повышенной влажности). Кратковременное соприкосновение гидрофобного цемента с водой вовсе не приводит к появлению комков. При перемешивании цемента, воды, щебня, песка и других заполнителей адсорбционные слои, обволакивающие частицы цемента, сдираются, в результате чего образуется однородный, пластичный и прекрасно твердеющий строительный раствор или бетон.

Гидрофобный цемент обычно используется в облицовках и цементных светлых штукатурках, уменьшая их запыляемость, а также при производстве гидроизоляционных штукатурок и бетонов для автомобильных дорог, при обустройстве приусадебных участков и т.д. Благодаря повышенному воздухововлечению, такой материал применяется при изготовлении легких и ячеистых бетонов, когда при строительстве важную роль играет вес конструкции.

Если бетонная смесь сделана на гидрофобном цементе, она меньше будет подвергаться расслаиванию, а, значит, она более стойкая перед морозом и влагой, попеременными увлажнениями и высыханиями, резкими температурными перепадами и изменениями влажности воздуха.

В сложных климатических условиях, а также при необходимости дополнительной гидроизоляции или в условиях высоко расположенных грунтовых вод использование гидрофобного цемента наиболее оправданно. При обычных условиях такой материал не сможет показать все свои достоинства. Поэтому применять дорогой гидрофобный цемент лучше по назначению и только в случае необходимости.

Разновидности цементов

Цементные комбинаты производят разнообразные цементы, различающиеся по составу, назначению и свойствам.

Виды портландцемента, шлакопортландцементы. Наиболее распространенными и широко применяемыми являются портландцементы и шлакопортландцементы, к числу которых относятся бездобавочный портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, в том числе быстротвердеющий портландцемент, отличающийся прочностью через 3 суток твердения, шлакопортландцемент и быстротвердеющий шлакопортландцемент, отличающийся повышенной прочностью через 3 суток твердения.

Количество активных минеральных добавок, % от массы цемента, не вызывающее изменения названия цемента, приведено в таблице ниже:

Быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент, как указывалось, отличаются повышенной прочностью в ранние сроки. Это достигается получением цемента определенного минералогического состава (с большим содержанием флита) и существенно большей тонкостью помола.

Кроме различия по составу цементы классифицируются по прочностным свойствам — маркам. Марка цемента характеризуется пределом прочности при сжатии половинок балочек в 28-дневном возрасте стандартного хранения. Показатели прочности портландцемента и шлакопортландцемента приведены в таблице ниже:

Прочность портландцемента и шлакопортландцемента

Гидрофобные, пластифицированные цементы. Если при помоле добавляются пластифицирующие или гидрофобные добавки в количестве не более 0,3 % массы цемента, то получают пластифицированные или гидрофобные цементы. В качестве пластификаторов применяют сульфитно-спиртовую барду (ССБ), сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и др. Применение такого рода веществ при затворении водой способствует более полному смачиванию зерен цемента, уменьшает сцепление зерен между собой, повышает пластичность смеси (растворной, бетонной). За счет этого можно уменьшить водоцементное отношение, снижение которого обусловливает либо повышение прочности цементного камня (раствора, бетона), либо (при сохранении прочности) уменьшение расхода цемента на 8 . 10 %. Следует помнить, что твердение пластифицированных цементов, особенно в ранние сроки, происходит медленнее.

Для получения гидрофобного цемента при помоле добавляют асидол, асидол-мылонафт, мылонафт, олеиновую кислоту или окисленный петролатум. Эти материалы образуют на поверхности цементных зерен водоотталкивающие (гидрофобные) пленки, которые препятствуют смачиванию зерен цемента водой. Такие цементы могут длительно храниться в неблагоприятных условиях, не теряя своих свойств. В процессе перемешивания гидрофобные пленки сдираются и проявляют при этом пластифицирующие свойства, вовлекая в смесь большое количество мелких пузырьков воздуха. Аналогично пластифицированному цементу процесс твердения, особенно в ранние сроки, замедлен.

Растворы и бетоны на пластифицированных и гидрофобных цементах имеют меньшую водопроницаемость, большую морозостойкость, а следовательно, и долговечность.

Пластифицированный и гидрофобный цемент выпускаются следующих марок: пластифицированный — 300, 400, 500, гидрофобный — 300, 400.