Цемент НЦ: особенности и применение

Классификация по составу

Цементные составы с саморасширяющими свойствами, продающиеся в Москве, могут отличаться типом исходного сырья и присадок, на основе которых они изготовлены. С учетом этих особенностей существует классификация по составу.

Глиноземный цемент

Глиноземистые цементы являются наиболее востребованными в группе вяжущих материалов с расширяющими свойствами. Их называют алюминатными.

На рынке доступно 2 типа таких цементов:

1. Алюминатные с характерными добавками.
2. Простые глиноземные..

По специфике состава и эксплуатационным характеристикам они практически идентичны, но некоторые особенности отличаются.

1. Состав. Алюминатные цементы состоят из клинкера, гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция. В составе глиноземистых разновидностей присутствует только высокоглиноземистый шлак (его доля равна 70%) и двуводный гипс.
2. Показатели расширения. В первые сутки они составляют 0,05% для обеих типов. Через 28 суток алюминатный тип расширяется на 0,02%, а классический — на 0,1%.
3. Схватывание и твердение. Процесс схватывания алюминатных цементов занимает не больше 10 минут, а полное затвердение происходит за 1 час. Простой глиноземистый состав твердеет 4 часа.

Обе разновидности характеризуются следующими достоинствами:

1. Допускают проведение строительных работ при морозе до -25°C. Это делает их востребованными для зимнего периода.
2. Соответствуют стандарту морозостойкости F200. Глиноземный цемент широко используется при возведении построек в северных регионах.

К негативным сторонам относят:

1. Уязвимость к воздействиям температур выше +80°C. В случае перегрева камень теряет прочность и начинает растрескиваться.
2. Процесс полного уплотнения занимает около 28 суток.

Портландцементы

РЦ-смесь на основе портландцемента содержит в своем составе массу присадок и основополагающих компонентов:

Портландцемент, глиноземистый шлак, двуводный гипс и минеральные добавки. Процесс схватывания и уплотнения занимает столько времени, сколько указано в характеристиках к маркам М400, М500, М600.
ПЦ, негашеная известь и полимерные присадки. Увеличение в объеме обусловлено появлением газовых пузырьков из-за гидратации воды и извести. К минусам вяжущего компонента относят быстрое расширение с небольшой усадкой

Расширяющиеся тампонажные цементы из этой группы предназначаются для заделки пустот и швов, где важно достичь высокой герметизации.
Соединения портландцемента и гипса с минеральными компонентами. Нередко глиноземистый шлак заменяется составом на основе сульфата кальция и алюминия.

Дополнительные требования

Требования к расширяющим составам на базе ПЦ и глинозема регламентируются нормами ГОСТ 30515-97. Согласно установленным требованиям, материал должен соответствовать качеству и проходить ряд тестов.

Еще ГОСТом предусмотрены следующие рекомендации:

1. Для изготовления смеси используется клинкер с правильным составом и ссылкой на ГОСТ 310.3.
2. В составе должны присутствовать специальные добавки, определяющие свойства конечной продукции.
3. При фасовке цемента допускается использование бумажных и полимерных пакетов, герметичных контейнеров.
4. Состав можно хранить в течение заданного срока.

Что такое расширяющийся цемент?

Это особый вид цементов, который благодаря определенным добавкам увеличивает объем. Благодаря такой особенности, материал незаменим при возведении монолитных конструкций из железобетона, так как позволяет заполнять все пустоты и трещины. Кроме того, его используют для строительства подземных сооружений (шахт и туннелей). В быту расширяющийся цемент используется не часто из-за высокой стоимости. Тем не менее он идеально подходит для восстановления стен в старых домах и значительно снижает расход других материалов.

Достаточно часто для обозначения этой группы цементов используется термин «цемент гипсоглиноземистый расширяющийся». Название связанно со способом производства материала. Для его получения используют глиноземистые основы с добавлением различных расширяющих компонентов. В их числе:

• гидросульфолюмипат кальция,
• гидрат окиси магния,
• сульфат алюминия,
• сульфат хлористого кальция,
• сульфитно-спиртовая барда,
• алюминиевый порошок.

Все эти сложные химические соединения под воздействием влаги начинают активно вступать в реакцию распада. При этом вновь образованные элементы увеличиваются в объеме и привязывают к себе молекулы цемента. Благодаря этому материал начинает увеличиваться в размерах. На прочность цемента это никак не влияет, а наоборот, делает его более надежным и долговечным. Среди всех указанных добавок, чаще всего используют гидросульфолюмипат кальция, так как это одна из наиболее дешевых добавок. Но, самым лучшим является гидрат окиси магния. Остальные добавки лишь немногим ему уступают и в бытовом использовании принципиальной разницы не имеют.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
1,5 кг песка

Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

• нижний слой – 15 раз,
• верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

• Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
• Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
• Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Расширяющиеся и безусадочные цементы.

Портландцементный
камень при твердении на воздухе высыхает
и претерпевает усадку, которая нередко
является причиной усадочных трещин.
Чтобы плотно заделать шов между сборными
элементами конструкций и получить
практически непроницаемый раствор, или
бетон, необходимо использовать вяжущее
вещество, способное после затворения
в начальный период твердения увеличивать
свой объем без структурных нарушений.
Расширяющиеся
цементы обладают контролируемым
расширением,
которое, проявляясь в стесненных
условиях, вызывает самоуплотнение
цементного камня (и бетона). Растворы и
бетоны на расширяющихся цементах
проктически непроницаемы для воды и
нефтепродуктов (керосина, бензина и
др.), которые вследствие малого
поверхностного натяжения легко
просачиваются через капиллярные поры
портландцементного камня.

Водонепроницаемый
расширяющийся цемент
(разработан В.В.Михайловым) является
быстросхватывающимся и быстротвердеющим
гидравлическим вяжущим. Его получают
путем тщательного смешивания глиноземистого
цемента (~70 %), гипса (~20 %) и молотого
специально изготовленного высокоосновного
гидроалюмината кальция (~10 %).

Гипсоглиноземистый
расширяющийся цемент (разработан
И.В.Кравченко) – быстротвердеющее
гидравлическое вяжущее, получаемое
совместным тонким измельчением
высокоглиноземистых клинкера или шлака
и природного двуводного гипса (до 30 %)
или тщательным смешиванием тех же
материалов, измельченных раздельно.
Гипсоглиноземистый цемент обладает
свойством расширения при твердении в
воде; при твердении на воздухе он
проявляет безусадочные свойства.
Применяется для омоноличивания стыков
сборных конструкций, гидроизоляционных
штукатурок, плотных бетонов в железобетонном
судостроении и при возведении емкостей
для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся
портландцемент –
гидравлическое вяжущее вещество,
получаемое совместным тонким измельчением
следующих компонентов (% по массе):
портландцементного клинкера 58-63;
глиноземистого шлака или клинкера 5-7;
гипса 7-10; доменного гранулированного
шлака или другой активной минеральной
добавки 23-28. расширяющийся портландцемент
отличается быстрым твердением в условиях
кратковременного пропаривания, высокой
плотностью и водонепроницаемостью
цементного камня, а также способностью
расширяться в водных условиях и на
воздухе при постоянном увлажнении в
течении первых 3 сут.

Напрягающий
цемент (разработан
В.В.Ммихайловым), состоит из 65-75%
портландцемента, 13-20% глиноземистого
цемента и 6-10% гипса; его удельная
поверхность не менее 3500 см/г. В процессе
расширения в определенных условиях
твердения этот цемент создает в арматуре,
независимо от ее расположения в
железобетонной конструкции, предварительное
напряжение. Следовательно, химическая
энергия вяжущего вещества используется
для получения предварительно напряженных
конструкций без применения механических
или термических способов, требующих
специального оборудования.

В
зависимости от достигаемой энергии
самонапряжения, определяемой по
специальной методике и выражаемой в
МПа, выделяют: НЦ=2, НЦ=4 и НЦ=6. начала
схватывания НЦ должно наступать не
ранее чем через 30 мин и конец – не позднее
чем через 4 ч после затворения. Напрягающий
цемент быстро твердеет, прочность НЦ
при сжатии через 1 сут должна быть не
менее 15 МПа, через 28 сут твердения – 50
МПа.

Самонапряженные
железобетонные конструкции на НЦ
отличаются повышенной трещиностойкостью,
поэтому НЦ применяют для газонепроницаемых
конструкций, хранилищ бензина, подводных
и подземных напорных сооружений,
спортивных объектов.

Объемные деформации конструкций

При производстве железобетона, во время гидратации цемента образуются коллоидные и кристаллические образования, которые по-разному могут влиять на процессы деформации, происходящие в цементном камне.

Процесс образования трещин

Коллоидные образования в период твердения смесей уплотняются и способствуют появлению усадочных раковин. А образуемые кристаллы, при определенных температурных условиях в момент гидратации цементного камня, могут увеличиваться в объеме, провоцируя тем самым тепловое расширение бетона, приводящее к появлению трещин на поверхности конструкций.

Усадочные деформации

Усадка по механизму возникновения делится на два вида.

Это:

1. усадочное напряжение (расширение)
2. усадочная деформация.

Интенсивность протекания таких деформаций зависит от показателей влажности и температуры окружающей среды.

Усадочные деформации

Изменения, происходящие в результате усадочной деформации, в сочетании с таким явлением, как линейное расширение бетона, значительно снижают трещиностойкость и долговечность сооружений. Первооснова усадки — это протекающий в течение некоторого времени процесс снижения линейных размеров смеси, вызванный физико-химическими реакциями, происходящими на тот момент в структуре изделия.

График изменения величины усадки во времени

Усадочные процессы можно распределить на несколько этапов:

• пластическая деформация, происходящая в момент схватывания смеси;
• усадка, вызванная последующим твердением смесей (до 28 дней);
• деформации, происходящие в зрелом возрасте (более 28 дней).

Коэффициент усадки представляет собой условное процентное отношение изменения начального объема материала в сравнении с его конечным значением, и обычно не превышает 1,5%.

Линейная температурная деформация

Линейные расширения

Линейное расширение — это объемные трансформации, происходящие в структуре материала под воздействием внутренних или внешних температурных факторов.

• Коэффициент линейного расширения железобетона (α). Это относительное увеличение линейных размеров конструкций при повышении температуры на 1 K в стандартных условиях.
• Коэффициент теплового расширения бетона. Его величина, зависит от температуры и сравнительной влажности окружающей среды. Данный параметр неразрывно связан с показателем теплопроводности материала.

• Коэффициент линейного расширения бетона. Равен 0,00001 (°С)-1 — то есть, при повышении температуры до +50°С, линейное расширение будет иметь значение 0,5 мм/м.
• Коэффициент расширения бетона. Также зависит от марки цемента и состава заполнителей.

Заполнитель и цементный камень владеют разными коэффициентами теплового расширения. Поэтому, при изменении температурных условий эти компоненты ведут себя неодинаково, в результате чего возникают объемные напряжения в структуре изделия, способствующие образованию трещин как на поверхности, так и внутри материала.

Для предотвращения трещинообразования, температурного расширения и усадочных деформаций в современном строительстве предусмотрен целый комплекс мероприятий:

• расширительные швы в бетоне (деформационные или температурные);
• повышение частоты армирования конструкций;
• разделение монолитных поверхностей на отдельные автономные блоки и др.

Деформационный шов

Однако все эти методы значительно повышают себестоимость строительства и не всегда действуют результативно в отношении повышения эксплуатационных характеристик. Наиболее эффективным способом устранения вышеописанных недостатков является использование расширяющихся и напрягающих вяжущих.

Особенности материала

Расширяющийся цемент представляет собой цементную массу, которая увеличивается в размерах при отвердении раствора. Этот эффект наблюдается только в условиях повышенной влаги. При обычных условиях и сухой погоде такой материал не дает усадки при затвердевании.

Основное свойство состава — расширяемый объем цемента глиноземистого типа при введении специальной добавки при достаточно быстром затвердении массы.

График роста прочности при водном хранении расширяющегося цемента.

Механизм расширения состава используется для заполнения всех (даже микроскопических) пустот в материале, что обеспечивает прочность, монолитность и высокие гидроизоляционные свойства структуре. Расширяющийся цемент нашел применение при строительстве монолитных железобетонных систем, так как при расширении обеспечивает заполнение всех пустот в каркасе. В целом его назначение достаточно специфическое: заполнение растрескавшегося бетона; изготовление конструкций, работающих в воде или при высокой влажности; склеивание железобетонных конструкций; штукатурка сложных поверхностей (например, ракушечника).

Благодаря способности заполнять все воздушные образования в бетоне расширяющийся цемент приобретает уникальную водонепроницаемость. За счет расширения состав имеет повышенную адгезию практически к любым материалам, что дает возможность облицовки стен необычной конструкции. К важным достоинствам можно отнести достаточно высокую долговечность и стойкость к агрессивным воздействиям.

Главный недостаток такого цемента заключается в высокой цене, что несколько ограничивает его применение в частном строительстве. Его следует использовать по прямому назначению: в элементах сооружения, которые располагаются в воде или подвержены длительному воздействию повышенной влажности (подвалы, некоторые фундаменты и цоколи, стяжки полов; стенки бассейнов, колодцев, резервуаров и т.д.).

Достоинства и недостатки

Как и у любого строительного материала, у расширяющегося цемента есть свои плюсы и минусы. К явным преимуществам относят:

• долговечность,
• возможность заполнения микро и макро трещин,
• возможность использования в качестве финишной штукатурки,
• повышенную адгезию,
• устойчивость к атмосферному и химическому воздействию.

Важно: кроме расширяющихся есть и другие дополнительные компоненты. Они обуславливают вид сопротивления цемента

Некоторые идеально подходят для внешних работ, другие специально предназначены для эксплуатации в химически активной среде, третьи отличает улучшенная адгезия, актуальная при сборке железобетонных конструкций. Поэтому, перед тем, как покупать цемент, необходимо точно определится с его разновидностью.

Недостатки у материала следующие:

• высокая цена,
• плохой дистрибутив,
• наличие на рынке большого количества подделок,
• узкопрофильность.

Не смотря на это, если покупать товар проверенного производителя и использовать его по целевому назначению, то экономия на других материалах с лихвой покрывает стоимость самого цемента.

Маркировка цемента

Под маркировкой цемента скрывается полное обозначение материала с указанием используемых присадок, прочности готового камня, скорость схватывания цемента.

Стоит отметить, что современные строители пользуются данными ГОСТ 31108-2003, в котором обозначения маркировки также приведены.

Рассмотренные ранее марки цемента, которые были регламентированы еще старым ГОСТом, по-прежнему присутствуют в полной маркировке вяжущего некоторых производителей.

Что обозначает маркировка цемента по виду добавок

В основному вяжущему практически всегда добавляют дополнительные присадки, оказывающие влияние на те или иные свойства готового камня. Во всех обозначениях Ц – цемент.

• ПЦ – портландцемент, это основа всех остальных видов сырья. Как самостоятельный материал практически не используется;
• ППЦ – пуццолановый портландцемент;
• ШПЦ – шлакопортландцемент. Его получают путем дробления цементного клинкера и 20% шлака.
• Г – глинозёмистый, для изготовления которого используют некоторые сорта глин;
• ССПЦ или СПЦ – сульфатостойкий с гипсовыми добавками;
• ССШПЦ – сульфатостойкий шлакопортландцемент;
• БЦ – белый производят из сырья, свободного от красящих минералов (железа, марганца, хрома). Для осветления в клинкер вводят известняк, соли хлора или гипс;
• ВРЦ –водонепроницаемый расширяющийся. Раствор схватывается и твердеет в любой среде, в т.ч. в воде, для чего его и применяют;
• ПЛ – пластифицированный, морозоустойчивый цемент, раствор которого удобно укладывается даже в холодное время года, хорошо распределяется по опалубке.
• ГФ – гидрофобный цемент не боится воздействий воды, в т.ч. долговременных.
• Ц – вяжущее с цветными пигментами.

  Современная промышленность постоянно пополняет ассортимент материала, поэтому иногда можно встретить и другие обозначения, которые должны быть расшифрованы на упаковке.

Маркировка цемента в мешках в последнее время может отличаться от привычной. На упаковках теперь «Ц» или «ПЦ» меняют за «ЦЕМ», за которым следует количество добавок:

• А – 6…20%;
• В – 20…35%.

В старом обозначении использовалась буква Д:

•  Д0 – добавок нет;
• Д5 – добавок до 5%;
• Д20 – примесей 5…20%.

В конце маркировки обязательно указывают нормативный документ, на основании которого был изготовлен продукт данной марки.

Расширяющиеся и напрягающие бетоны

Сравнительные характеристика вяжущих

Бетоны напрягающие — это смеси на основе напрягающих цементов, способные в начальной фазе твердения увеличиваться в объеме и растягивать находящуюся в непосредственном контакте арматуру, которая в результате таких процессов получает эффект самонапряжения (обжатия).

• Причем, арматурные стержни растягиваются независимо от их направления и схемы расположения в структуре изделия, что способствует получению двухосного объемного самонапряжения конструкций.
• Механизм действия расширяющихся материалов основан на создании контролируемого направленного кристаллообразования в период твердения цементного камня, что способствует регулированию процесса объемных деформаций в пластической структуре изделия.
• Применение расширяющихся быстротвердеющих бетонов, благодаря регулируемому линейному расширению, позволяет значительно компенсировать последствия усадочных деформаций, повысить трещиностойкость и сроки эксплуатации зданий и сооружений.

Свойства

Свойства конструкций с расширяющими добавками

В практике существуют два основных вида расширяющихся материалов:

• с нормируемой величиной обжатия;
• с компенсированной усадкой, но с ненормируемым самонапряжением (обжатием).

Основные характеристики напрягающих бетонов (ГОСТ 32803-2014):

1. Для тяжелого предусматривают следующие классы на сжатие: B20—B90; на растяжение — B_t0,8—B_t4,0.
2. Для легкого: на сжатие — B10—B40; на растяжение — классы B_t0,8—3,2.
3. С учетом величины напряжения, бетон классифицируют по следующим маркам: Sp0,6—4,0.

1. По морозостойкости F200—F
2. По водонепроницаемости: тяжелые —W12—W20, легкие — W8—W
3. Данный материал обладает высокой прочностью (40–70 Мпа). Причем, рост этого значения особенно интенсивно наблюдается в раннем возрасте (28 суток). По истечении трех месяцев прочность на растяжение—сжатие увеличивается на 30%, а по достижению 6 месяцев — на 40%.
4. Отсутствует коррозия арматуры.
5. Высокая сульфатостойкость.
6. Газопроницаемость в 40 раз ниже в сравнении с тяжелыми бетонами на портландцементе.

Применение

Предварительно напряженные конструкции

Отмеченные свойства данного материала позволяют его эффективное применение как в монолитных, так и в сборных железобетонных конструкциях:

• при строительстве несущих элементов и проезжей части мостов, что позволило увеличить несущую способность на 12–16%;
• для строительства энергетических объектов ТЭЦ, ГЭС, АЭС и др.;
• при сборном строительстве туннелей метрополитена;
• при возведении напрягающих конструкций спортивного назначения (крытые спортивные арены и пр.);
• при производстве железобетонных труб высокого давления;
• для оборудования покрытий кровель и устройства прочных промышленных полов;
• широкое использование при устройстве надежных гидроизоляционных покрытий, наносимых методом торкретирования.

Материалы

Расширяющийся бетон производится на основе напрягающего и безусадочного цемента с использованием крупных и мелких заполнителей природного происхождения.

Применение расширяющихся бетонов для ремонта конструкций аналогично применению обычного бетонного или цементного раствора, с некоторыми особенностями.

• Ремонтируемую поверхность тщательно очищают от аморфной массы и загрязнений.
• Перед нанесением расширяющегося раствора бетонную основу и арматуру тщательно увлажняют.
• Для получения ремонтного состава расширяющийся цемент смешивают с чистым песком в соотношении 1:2, затворяют чистой водой в количестве 40-50% от веса цемента и тщательно перемешивают.
• Нанесение раствора осуществляют пневмонабрызгом и инъектированием специальными шприцами.
• Поверхность конструкции укрывают полиэтиленовой пленкой и поддерживают во влажном состоянии в течение 7 дней.
• Не допускается смешивание расширяющегося цемента с материалами общестроительного применения.

Влагостойкость и водостойкость цемента

Порой приходится слышать выражение «влагостойкий цемент» или «влагостойкий плиточный клей» — это лишь показывает безграмотность говорящего. Предлагаю разобраться
в этом вопросе. Для начала разберёмся в терминах.

Влагостойкость строительного материала — это способность выдерживать длительное воздействие влаги с периодическим просыханием без разрушения и размягчения.
Простыми словами материал может периодически намокать и высыхать не разрушаясь и не теряя своих свойств.

Водостойкость — это способность длительное время не разрушаться под воздействием воды. Иными словами — на материале может постоянно стоять вода без ущерба прочности.

Как мы уже узнали выше, цемент — это гидравлическое вяжущее и от воды он только становится прочнее. Поэтому непосредственно сам цемент является влагостойким и водостойким по умолчанию. Здесь нужно в первую очередь оценивать свойства наполнителя — песка, известкового раствора и иных материалов. Разумеется, если в качестве
наполнителя используется песок — то смесь также влагостойкая и водостойкая. Известковый же раствор подвержен гниению при длительном воздействии влаги, поэтому его нельзя назвать водостойким, влагостойким — возможно.

В общем если в раствор входят не влагостойкие и водостойкие компоненты — то таковым нельзя назвать и готовый раствор.

Цементно-песчанные смеси же обладают безусловной водостойкостью, прошу не путать с водопроницаемостью — вода хоть и не вредит цементному камню, но с легкостью через
него проходит. Поэтому если под раствором находится восприимчивый к влага материал — его необходимо защитить.

Плюсы и минусы расширяющегося цемента

Необходимо помнить, что как и любой материал, такой цемент имеет свои преимущества и свои недостатки.

Плюсы:

• Устойчивость к физическому и химическому воздействию. Такие смеси действительно очень прочные, надежно и крепко хранят первозданный вид отделки.
• Долговечность. По сравнению с обычным цементом саморасширяющийся гораздо дольше прослужит, не требуя реставрации.
• Заполнение микротрещин. Благодаря своим свойствам раствор скроет даже мельчайшие повреждения, укрепит стену или пол.
• Возможность финишной штукатурки. Эта особенность позволяет экономить на других материалах.

Минусы:

• Узкопрофильное применение.
• Очень много подделок на рынке, отличить от оригинала которые практически невозможно.
• Высокая цена. В этом случае стоит грамотно производить расчеты. Если все распределить верно, то расход на покупку саморасширяющегося цемента покроет отсутствие необходимости в других материалах.

Состав материала

Саморасширяющиеся составы делятся на четыре вида – напрягающий цемент (НЦ), водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), глиноземистый расширяющийся цемент (ГГРЦ/ГЦ) и портландцемент расширяющегося типа (РПЦ). Чаще всего при строительных работах применяется именно напрягающий цемент. Он представляет собой вяжущую смесь и имеет в своем составе около 70 процентов портландцементного клинкера, до 10 процентов гипса и до 20 процентов глиноземного шлака.

Его основные характерные особенности – быстрое схватывание и высокая прочность. При разбавлении водой смесь схватывается за короткое время. После этого происходит процесс расширения. Через 24 часа после укладки состав набирает прочность около 300 кг/см3.

В связи с этим происходит расширение материала, и появляется нагрузка на железобетонные конструкции

Важно понимать, что характеристики смеси могут различаться, в зависимости от ее составляющих

Где применяют?

За счет положительных характеристик напрягающего цемента область его применения достаточно широка. Его использование актуально при строительстве бассейнов и обустройстве очистных сооружений. Учитывая устойчивость к воздействию неблагоприятной среды, он может применяться при создании конструкций, подверженных существенным динамическим нагрузкам, а также объектов, предназначенных для хранения токсичных материалов. Учитывая водонепроницаемые свойства и хорошие свойства сцепления с предыдущим бетонным основанием, данный саморасширяющийся состав часто применяется при ремонте зданий, которые подвержены затоплениям, а также при производстве трубопроводов.

При обустройстве частных домов для создания каминов и печей отопления часто используется цемент марки НЦ 20. В строительстве бани, гаража, подземных помещений данный состав также станет незаменимым помощником. При любых работах, требующих устойчивости к перепадам температур, гидроизоляции также целесообразно использование напрягающего цемента. Незаменим при заделке трещин и швов, повышает прочность оснований.

Технические характеристики

Расширяющийся (напрягающий) цемент отличается высокой прочностью. При выборе вида материала с такими характеристиками определяют целевое назначение бетонной конструкции, что позволяет определить достаточные показатели влагопоглощения, пористости. На основании данных параметров подбирают вид состава.

Напрягающий цемент относится к классу бетона В40. При этом его характеризует минимальный показатель влагопоглощения и пористости по сравнению с портландцементом и составами, содержащими пластификаторы.

Марки и свойства

Различают:

• НЦ-10;
• НЦ-20;
• НЦ-40.

Первый из вариантов представляет собой безусадочную смесь. Главная характеристика такого материала — минимальное линейное расширение. Марка НЦ-20 востребована больше, чем остальные, что обусловлено средними характеристиками: достаточной прочностью, умеренным увеличением объема при застывании.

Напрягающий цемент НЦ-20 относится к средней ценовой категории, что способствует его широкому распространению. Такой материал может использоваться на разных объектах.

Для сравнения, последний из вариантов отличается более высокой прочностью. По другим показателям он также превосходит ранее рассмотренные аналоги. Такой материал может существенно расширяться. Его используют на объектах с повышенными требованиями к материалам по прочности, влагостойкости и линейному расширению.

Продолжительность службы готовой конструкции многократно увеличивается

Однако в процессе работы нужно проявлять осторожность, т. к

цемент НЦ-40 быстро схватывается. Стоит материал дороже аналогов.

Свойства составов с маркировкой НЦ:

• повышенная устойчивость к нагрузкам на сжатие;
• застывает смесь через 30 минут после заливки;
• готовая конструкция из материала НЦ характеризуется минимальным количеством пор, что обеспечивает гидроизоляционные свойства;
• устойчивость к истиранию;
• воздухонепроницаемость;
• цементная смесь после застывания выдерживает до 1500 циклов замораживания/размораживания, при этом конструкция не разрушается, структура не меняется;
• материал проявляет устойчивость к воздействию агрессивных сред;
• обеспечивается высокий показатель адгезии слоя цементной смеси с поверхностями из различных материалов;
• линейное напряжение: 0,3-2%;
• самонапряжение — от 2 МПа;
• диапазон рабочих температур: +5…+35°С.

Плюсы и минусы

Положительные качества:

• неограниченный период эксплуатации;
• материал не содержит вредные добавки;
• универсальность: используется цемент НЦ для гидроизоляции, заделки швов, при возведении фундаментов, бассейнов и других объектов;
• отличные эксплуатационные характеристики.

Недостатков у цемента ЦН мало. Отмечают высокую цену. Причем стоимость в Москве и регионах отличается. Кроме того, часто в продаже встречаются подделки. Если нет опыта и знаний, определить качественный материал можно только при условии, что у продавца имеется сертификат качества. Еще, не все марки цемента НЦ выдерживают воздействие низких температур.

Особенности

Если состав смеси корректируется, нужно помнить о том, что при сильном нарушении пропорций или добавлении укрепляющих добавок скорость схватывания возрастает. Работать с таким цементом будет сложно.

Когда на завершающем этапе работ заканчивается сухая смесь, нельзя добавлять компоненты для увеличения объема материала, т. к. это может стать причиной снижения прочности, огнеупорности и потери других свойств.

Особенности

Монолит на основе напрягающего цемента увеличивает свой объем уже на третьи сутки после заливки. При этом он схватывается быстрее классических составов, не в ущерб прочности.

Применяемые в материале вяжущие коагуляционного типа твердения гарантируют высокий уровень адгезии. Поэтому при выполнении ремонтных работ, когда стяжка накладывается на старую основу, необходимо очистить ее поверхность, чтобы получить цельный монолит.

Одна из особенностей такого цемента – запрет на смешивание с вяжущими другого типа, в том числе, обычным портландцементом. Это изменит его технические характеристики, что приведет к снижению расширяющих свойств, ухудшит водо- и газонепроницаетмость, огнеупорность.

Что такое активность цемента

Активность цемента (ГОСТ 310.4-81) – прочность при испытании на сжатие образца из цементного раствора. После проведения лабораторных испытаний материалу присваивается марка (производители должны указать ее на упаковке). Например, ЦЕМ 32,5 (М400), ЦЕМ 42,5 (М500) или др.

Цемент может вступать в реакцию с влагой, находящейся в воздухе, при этом образуется твердый цементный камень, что впоследствии отрицательно сказывается на прочности изготавливаемого цементного или бетонного теста. Активность цемента измеряется в МПа, как и его марка.

Особенностью бетона и цемента является то, что эти строительные материалы при эксплуатации со временем становятся только прочнее. Это связано с тем, что процесс гидратации происходит непрерывно. Выделяют три этапа гидратации цемента: активную фазу, перспективную и фазу деградации.

Активная фаза

Длится 28 суток – срок полного застывания цементного раствора. Вступает в реакцию с водой и кристаллизуется за этот период большая часть компонентов.

Перспективная фаза

На протяжении года идет полная кристаллизация, а прочность цемента при этом приближается к максимальному показателю.

Фаза деградации

Кристаллизованные минералы разрушаются в процессе коррозии, в изделии появляются трещины, нарушается структура бетона. Химическая активность цемента может быть меньше его марки даже в полтора-два раза. Например, активность цемента ЦЕМ 32,5 (М400) обычно составляет 200-330 МПа, а активность цемента ЦЕМ 42,5 (М500) – 250-420 МПа.

Активность цемента таблица (представлены несколько заводов изготовителей):

Цементный завод	Марка цемента	Средняя активность кгс/см2 (0.1 МПа)
Акмянский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	380 476 526
Ангарский цементный завод	ЦЕМ 32,5	427
Балаклейский цементный завод	ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	431 528
Волковысский цементный завод	ЦЕМ 42,5	522
Волховский цементный завод	ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	473 504
Кантский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5	374 459
Катав-Иваноский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5	383 418
Красноярский цементный завод	ЦЕМ 32,5 ЦЕМ 42,5	470 559
Чимкентский цементный завод	ЦЕМ 22,5 ЦЕМ 32,5	377 440

Виды, марки и свойства

Все цементы обязательно подлежат маркировке, что позволяет без труда понять предназначение конкретного материала. В первую очередь, на каждой упаковке указывается группа по составу (1 — без добавок, 2 — с добавками). Буквами обозначают процент примесей (А — 6-20%, Б — 21-35%).

Цемент НЦ подразумевает наличие целой группы средств, каждое из которых имеет свои особенности и специфику применения:

• собственно напрягающий цемент НЦ;
• глиноземистый расширяющийся цемент ГГРЦ/ГЦ;
• водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ;
• расширяющийся портландцемент РПЦ.

В зависимости от уровня энергии самонапряжения, напрягающие цементы подразделяются на 4 типа:

• НЦ-5 — самонапряжение не превышает 0,7 МПа;
• НЦ-10 — показатель равен 0,7-2,0 МПа;
• НЦ-20 — самонапряжение составляет 2,0-3,0 МПа;
• НЦ-30 — цифра равна 3 МПа и более.

Первые два типа цемента сейчас применяются довольно редко, поскольку прочие типы материала имеют более высокие технические характеристики. Чаще всего в строительстве используется цемент НЦ-20, отличающийся безусадочностью и прекрасно подходящий для заливки смесей с компенсированной усадкой. Он экономичен, прост в работе и не требует дополнительной гидроизоляции покрытий. Напрягающий цемент может иметь разные классы прочности — 32,5 и 42,5, причем в каждом из них выделяют по 3 подкласса: нормальнотвердеющие (Н), среднетвердеющие (С) и быстротвердеющие цементы (Б).