Что такое расширяющийся цемент и его применение на стройке

Как применять расширяющийся (саморасширяющийся) цемент для заделки трещин, характеристики, проиводители

Расширяющийся цемент — это инновационный связующий материал, который отличается особыми свойствами и преимуществами. Его разрабатывали для узкопрофильных строительных работ, поэтому применение в частном строительстве неоправданно.

Классификация по свойствам

Расширяющиеся цементы представляют собой группу стройматериалов, которым свойственны отличительные технические характеристики и качества. Их можно классифицировать по свойствам и используемому исходному сырью, определяющим конечные свойства и поведение смеси:

Глиноземистые разновидности способны увеличиваться в объеме во время гидратации, что позволяет сохранять правильную форму без трещин, деформаций с небольшой усадкой.
Безусадочные материалы по мере затвердевания увеличивают объем, но когда обретают конечные прочностные показатели, не изменяются в размерах.
Напрягающий тип эффективен при возведении конструкций из железобетона.

Для достижения расширяющего эффекта используются следующие присадки:

Соединения алюминия.
Магниевые реагенты.

Увеличение в объеме обусловлено и наличием гипса, который вступает в реакцию с жидкостью. Расширяющийся портландцемент сохраняет прочность и даже становится более плотным. Это придает ему ряд преимуществ над традиционными пористыми бетонами.

Напрягающий тип выполняет роль растяжителя, поскольку он способен удлинять армированные каркасы в процессе гидратации, обеспечивая внутреннее напряжение стали и поднимая несущие способности конструкции.

Преимущества

Цемент саморасширяющийся пользуется спросом за счет следующих эксплуатационных преимуществ:

Повышенные адгезионные свойства и равномерное расширение, способствующие плотному прилеганию раствора к основе и постепенному заполнению пустот и трещин.
Улучшенная устойчивость к отрицательным температурам. За счет минимального водопоглощения вяжущий компонент может выдерживать до 1500 циклов заморозки-разморозки.
Устойчивость к скачкам температуры.
Возможность реализации строительных мероприятий в холодный период.
Неуязвимость к негативному воздействию атмосферных или химических факторов.

Недостатки

Однако кроме плюсов, цемент расширяющий может иметь и негативные качества. К ним относят:

Дороговизну продукции в сравнении с вариантами для бытового и общестроительного применения.
Небольшой срок хранения. Он варьируется от 1 до 3 месяцев в герметичном пакете.
Ограниченный объем производства. Чтобы получить крупную партию, необходимо сделать персональный заказ.
Высокая вероятность покупки низкокачественных аналогов и подделок.
Ряд сложностей при укладке. Поскольку главные свойства расширяющихся растворов проявляются в результате затвердевания под воздействием жидкости, в течение первых нескольких дней бетонные конструкции нужно обрабатывать водой и укрывать полиэтиленом.

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.

Алюминатные с характерными добавками.
Простые глиноземные..

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

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.
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%.
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.

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

Уязвимость к воздействиям температур выше +80°C. В случае перегрева камень теряет прочность и начинает растрескиваться.
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.

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

Применение

Существует широкий спектр задач, для которых может применяться РЦ. К ним относится:

Обустройство чаш ванных, саун и бассейнов, включая уличные конструкции. Для такой работы задействуются водонепроницаемые составы, которые лишены проблемы усадки, поскольку даже передовые гидроизоляционные слои не могут гарантировать защиту от растрескивания днища.
Производство штукатурок для уличной отделки, где важно достичь максимальной прочности герметизации.
Проведение ремонта фасадов и внутренней части постройки, заделывание трещин и стыков.
Ремонтная склейка железобетонных конструкций.
Добыча больших глыб скальных пород при «тихом взрыве». Метод предусматривает проделывание щели, куда помещается цементный раствор. По истечении заданного времени он расширяется в объеме и выталкивает наружу глыбы породы. За счет доступности и экологичности способ пользуется большой популярностью.

Ремонт бетона

Использование РЦ для ремонта бетонных конструкций выполняется по тем же принципам, что и в случае с простым цементным раствором. Однако есть некоторые особенности и правила, которых нужно придерживаться:

Обрабатываемая поверхность предварительно очищается от любых загрязнений и аморфного налета.
Перед использованием раствора основа и армированные элементы поливаются водой.
Чтобы создать качественный раствор, расширяющую смесь нужно соединить с песком в пропорции 1:2, залить водой и тщательно перемешать.
Для нанесения раствора допускается использовать пневмонабрызгиватель и специальные строительные шприцы.
Изделие покрывается полиэтиленом и поддерживается во влажном состоянии еще неделю.
Нельзя соединять цемент с расширяющими свойствами с классическими разновидностями смеси.

Для заделки трещин

С помощью расширяющего состава можно заделать трещины или места щелей. Чтобы провести такую работу, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Состав для заделывания тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм создается по следующим пропорциям: 1 часть РЦ соединяется с 1 частью песка, заполнителя и воды.
Для заделки повреждений шириной 0,5-3 мм используется такой рецепт: 1 часть цементной смеси размешивается с 2 частями песка крупностью 1,0 и водой.

Компании-производители

На рынке цементных составов продается продукция от некоторых отечественных брендов, выпускаемых Пашийским металлургическим цементным заводом и MasterEmaco.

Составы первой компании продаются в 2 типах: глиноземистый цемент и напрягающий. Вторая торговая марка разрабатывает пластифицированные материалы. Мешок весом 25 кг такой продукции обойдется в 1,6 тыс. руб.

Что такое расширяющийся цемент и его применение на стройке

Инновационные строительные материалы предназначены для улучшения качества, увеличения срока службы конструкций и облегчения труда строителей. Примером можно назвать расширяющийся цемент — современное связующее для приготовления бетона, содержащее специальные добавки и обладающее массой преимуществ по сравнению с обычными видами сырья.

Что такое расширяющийся цемент

Саморасширяющийся цемент — это особый вид цементов, который за счет присутствия специальных добавок после застывания увеличивает свой объем. Это свойство позволяет материалу не иметь пор и микроканалов, поэтому его прочность и влагостойкость остаются на высоком уровне, а срок службы возрастает. Бетон на основе расширяющегося цемента (РЦ) незаменим при возведении монолитных конструкций, постройке подземных шахт, туннелей и множества других сооружений, эксплуатирующихся в сложных условиях или под высокой нагрузкой. В быту такое сырье применяются нечасто из-за высокой стоимости, хотя оно довольно популярно при восстановлении стен и фундаментов в старых домах.

Своды тоннеля из расширяющегося бетона

Расширяющиеся смеси производят на основе цемента из глиноземистого шлака, а для ускорения отверждения вводят гипс. Также в составе материала присутствует не менее 5-20% расширяющихся компонентов, в роли которых могут выступать:

гидрат окиси магния;
порошок алюминия;
сульфат хлористого кальция;
сульфат алюминия;
гидросульфолюмипат кальция и т. д.

Чаще всего в качестве добавок применяются соединения алюминия и кальция, реже — составы на основе магния, которые намного дороже. При соединении с водой они вступают в реакцию распада, и вновь образованные элементы начинают увеличиваться в объеме и связывать собой молекулы цемента. В результате материал расширяется, но без потери прочности, как это может случаться в обычных ячеистых бетонах.

Технические характеристики и виды

Строительный рынок предлагает следующие разновидности расширяющегося цемента:

Гипсоглиноземистый. Является отличным безусадочным гидроизолятором, дает очень прочное покрытие. Состоит из высокоглиноземистого клинкера и двуводного сульфата кальция, которые перемалываются в пыль и смешиваются между собой. Скорость застывания такого состава высокая — начальное схватывание заметно уже спустя 20 минут после заливки. Полное отверждение происходит за 70-85 часов.
Водонепроницаемый. В состав входят глиноземистый цемент, гипс, алюминат кальция. Первая фаза застывания стартует уже через 4 минуты, при этом полностью материал отверждается за 18-26 часов. Готовый бетон считается влагостойким, ведь его компоненты активно расширяются при контакте с влагой, благодаря чему даже самые мелкие поры оказываются заполненными.
Расширяющийся РПЦ 20. Состав материала включает портландцемент, доменный и глиноземистый шлаки, а также сульфат кальция. Раствор схватывается за 12 часов, полностью твердеет за 80 часов, но этот период может сократить в 2 раза пропаривание. За счет введения доменного шлака материал получается сверхпрочным, поэтому идеально подходит для постройки монолитных железобетонных конструкций.
Напрягающийся. В составе присутствуют гипс, глиноземистый цемент, портландцемент. Раствор подходит для создания конструкций, находящихся под напряжением. К примеру, с его помощью можно бетонировать трубы под давлением или обустраивать хранилища воды. В быту применение напрягающегося бетона не оправдано.
Пластифицированный. Кроме обычного портландцемента, в состав добавляют концентраты сульфитно-спиртовой бражки или иные современные пластификаторы. Готовый материал обладает повышенной прочностью и пластичностью.

Преимущества РЦ

Материал обладает массой положительных свойств. Вот его основные достоинства:

высокая адгезия с любыми основаниями;
равномерное расширение, обеспечивающее плотное прилегание к поверхностям;
заполнение пустот и трещин;
укрепление старых конструкций;
стойкость к действию минусовых температур и перепадов (до 1500 циклов заморозки и размораживания);
возможность заливки в холодное время года;
отсутствие порчи от влияния осадков, ветра, солнца, химических веществ;
долгий срок службы;
возможность использования в качестве основного или финишного состава.

Недостатки материала

Основным минусом, который есть у РЦ, является его высокая цена. По сравнению с обычным цементом расширяющийся стоит на порядок дороже, поэтому применять его в быту не всегда возможно. Прочие недостатки материала таковы:

малый срок хранения — всего 1-3 месяца в герметичной упаковке;
небольшой объем производства — найти сырье в продаже получается не у каждого;
риск покупки подделки — на рынке встречаются низкосортные цементы, которые являются «аналогами» известных марок;
сложности заливки — материал застывает быстро, для работы с ним нужна достаточная сноровка и опыт;
потребность в укрытии конструкций пленкой — бетон обретает должные свойства только при определенной влажности, и его придется регулярно сбрызгивать и следить за укрытием.

Классификация по составу

В зависимости от входящих в состав компонентов все РЦ можно поделить на 2 большие группы.

Глиноземный цемент

Такие цементы еще называют алюминатными. Они являются наиболее популярными и могут быть простыми глиноземными или с введенными добавками. Первые содержат только высокоглиноземистый шлак и двуводный гипс, вторые дополнительно включают гидроалюминат кальция. У обоих видов глиноземных цементов есть общие черты и различия в свойствах:

расширение у обоих типов сырья равно 0,05% в первые сутки, зато через 28 дней обычный цемент расширяется на 0,1% алюминатный — на 0,02%;
простой цемент твердеет за 4 часа, а алюминатный — примерно за час;
морозостойкость материалов приравнивается к стандарту F200, с ними можно работать при температуре до -25 градусов, то есть они подходят для зимней заливки;
при температуре свыше +80 градусов оба материала становятся уязвимыми и могут разрушаться.

Портландцементы

РПЦ, или расширяющиеся портландцементы соединяют с доменным шлаком, а также с рядом иных добавок и полимерных присадок, которые придают им высочайшую прочность. Увеличение раствора в объеме происходит лишь в водной среде, поэтому бетоны на основе портландцемента нужно пропаривать. Такие материалы широко применяются для заделки швов и пустот с целью их герметизации. Они застывают и обретают нужную прочность за 30-80 часов.

Дополнительные требования

Характеристики и свойства расширяющегося цемента регулирует ГОСТ 30515-97. Каждая партия материала должна проходить множество тестов на соответствие качеству. Клинкер для создания цементной смеси обязан быть сделан в соответствии с ГОСТ 310.3. Добавки к цементу обуславливают конечные качества продукта. Все расширяющиеся цементы упаковывают в полимерные и бумажные мешки, а также в герметичные контейнеры.

Применение материала

Расширяющийся цемент позволяет решить широкий спектр задач. Он обладает высокими прочностными и влагоотталкивающими свойствами, поэтому может использоваться для гидроизоляции сооружений — саун, бассейнов, уличных конструкций. С помощью подобных составов можно ремонтировать фундаменты, фасады, заделывать стыки и трещины, соединять железобетонные конструкции.

Ремонт бетона расширяющимся цементом

Обрабатываемые основания заранее очищают от грязи, пыли, пятен, налета. Поверхность и все армированные детали поливают водой. Цемент расширяющегося типа смешивают с песком в пропорции 1:2, добавляют воду до получения однородной смеси. Состав наносят строительными шприцами с помощью пневмоустановок. После поверхность закрывают целлофаном и поддерживают влажность в течение 7 дней, не менее.

Инъектирование трещин в бетоне

Все бетоны дают небольшую усадку, хотя для расширяющихся марок свойственен лишь самый минимальный ее показатель. Причиной усадки является выход воздуха и проседание материала под собственным весом. Для снижения риска усаживания используют вибрационное воздействие, если это возможно. У расширяющихся бетонов склонность к усадке минимальна, поэтому применение вибрации является необязательным.

Расширяющийся цемент для заделки трещин

Данный материал отлично подходит для заделывания трещин, швов, стыков, щелей. Готовят состав из 1 части цемента и 1 части песка, разводят его водой и заливают в мелкие трещинки (до 0,3 мм). Если дефекты более широкие, то на 1 часть цемента добавляют 2 части песка и действуют аналогичным образом.

Компании-производители РЦ

Популярной маркой расширяющихся цементов является MasterEmaco от завода BASF The Chemical Company (США). Все материалы этой компании содержат пластификаторы и считаются высокопрочными и качественными, но имеют значительную стоимость.

Также цемент расширяющегося типа выпускает «Пашийский металлургическо-цементный завод», который специализируется на гипсоглиноземистых цементах. Данное предприятие начало выпуск подобной продукции одним из первых в РФ.

РЦ дает новые возможности в строительстве и серьезно улучшает технические и эксплуатационные характеристики изготавливаемых бетонов. Несмотря на высокую цену, материал является очень популярным среди профессионалов и заменяет множество видов иного строительного сырья.

Расширяющийся цемент и его особенности

Расширяющийся цемент – это собирательное наименование нескольких видов связующего обладающих особыми свойствами. Соответственно своему названию, цементы этого вида при схватывании и твердении увеличиваются в объеме, в отличие от обычных цементов, которые при твердении наоборот уменьшаются в объеме (усаживаются).

Характеристики и виды
Преимущества расширяющихся цементов
Недостатки
Ремонт бетона расширяющимся цементом
Расширяющийся цемент для заделки трещин
Компании-производители расширяющихся составов
Заключение

Характеристики и виды

На данный момент времени производятся следующие виды расширяющихся цементов характеристики, которых соответствуют требованиям действующего нормативного документа – Цемент расширяющийся ГОСТ 11052-74: водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый цемент, расширяющийся портландцемент, напрягаемый цемент и расширяющийся шлакопортландцемент.

Рассмотрим каждый вид связующего подробнее.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент. Технология производства заключается в измельчении или смешивании в шаровом грохоте: глиноземистого цемента, гипса и алюмината кальция. Строительный материал этого вида характеризуется быстрым схватыванием – начало не ранее 4-й минуты, окончание не позднее десятой минуты. В ряде случаев требуется увеличение времени схватывания с помощью внесения специальных присадок. Сфера применения: ремонт бетонных конструкций, гидроизоляция подземных сооружений, возведение подземных резервуаров.
Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент. Производится путем совместного помола или смешивания: высокого глиноземистого клинкера (шлака) и двуводного сульфата кальция (гипса). Схватывание бетона или раствора начинается не ранее 20-й минуты и оканчивается не позднее 240-й минуты. Окончательное твердение и набор прочности происходит через 70-85 часов после затворения. Применение расширяющегося цемента этого вида: безусадочный водонепроницаемый бетон и раствор, гидроизоляция подземных сооружений, заделка швов.
Расширяющийся цемент РПЦ 20. Данный строительный материал, получается одновременным помолом клинкера обычного портландцемента, глиноземистого клинкера (шлака), сульфата кальция и доменного шлака (допускается замена на другую активную присадку). Бетон на расширяющемся цементе этого вида характеризуется быстрым твердением при кратковременном пропаривании, высокой плотностью и высокой степенью водонепроницаемости. Схватывание бетона происходит не ранее получаса после затворения и не позднее 12-ти-часов. Окончательное твердение и набор прочности – через 70-80 часов (при пропаривании через 30-35 часов). Область применения: строительство гидротехнических сооружений и бетонных резервуаров.
Напрягающий цемент. Изготавливается путем смешивания в определенных пропорциях: портландцемента, глиноземистого цемента и гипса. Обладает особенностью сначала твердеть, набирать прочность, и только потом расширяться в объеме. При этом начало схватывания происходит не ранее получаса, и не позднее 4-го часа после затворения. Область применения: ремонт железобетонных сооружений, производство бетонных труб работающих под давлением, строительство резервуаров, возведение спортивных сооружений.
Расширяющийся шлакопортландцемент. Начало схватывания раствора происходит не ранее 30-мнут, окончание схватывания не позднее 4-х часов. Применяется для: уплотнения отверстий в бетонных конструкциях, монтаже анкерных соединений, уплотнения кабельных и трубных проходов, герметизация стыков и швов, зачеканка вводов канализационных коммуникаций.

Преимущества расширяющихся цементов

Высокий уровень адгезии и постепенное расширение, обуславливающее плотное прилегание к основе и равномерное заполнение неплотностей, дефектов и трещин.
Морозостойкость изделий до 1 500 циклов «замораживания-размораживания», обусловленная минимальной влагопроницаемостью.
Стойкость к перепадам температуры.
Возможность проведения работ при низкой температуре воздуха.
Стойкость к вредным атмосферным т химическим факторам.

Недостатки

Высокая (в разы) цена относительно цементов общестроительного применения.
Ограниченный срок хранения от 1 до 3 месяцев в герметичной упаковке.
Ограниченные объемы производства. Как правило, крупные партии расширяющегося цемента изготавливают «под заказ».
Узкая сфера применения.
Большой риск купить контрафакт.
Учитывая, что свои уникальные свойства расширяющийся цемент приобретает при твердении в условиях высокой влажности, первые 5-7 суток изделия из бетона на его основе необходимо регулярно смачивать водой и укутывать в полиэтиленовую пленку.

Ремонт бетона расширяющимся цементом

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.

Расширяющийся цемент для заделки трещин

Особенности заделки трещин заключаются в разных форматах приготовления ремонтного раствора в зависимости от габаритов повреждения.

Раствор для заделки тонких трещин шириной 0,2-0,3 мм. Пропорции: 1 часть расширяющегося цемента к 1 части тонкомолотого песка, доломитовой или известняковой муки (заполнитель), вода 35-40% от веса цемента. Действует принцип – размер частичек заполнителя должен быть меньше меньшей толщины трещины в 3-4 раза.
Раствор для заделки трещин шириной 0,5-3 мм. Пропорции: 1 часть цемента, 2 части песка с модулем крупности 1,0, вода 35-40% от веса цемента.
Раствор для заделки повреждений толщиной свыше 3 мм. Пропорции: 1 часть цемента, 3 части карьерного или речного песка с модулем крупности 1,5, количество воды как в предыдущих вариантах.

Компании-производители расширяющихся составов

Рынок расширяющихся цементов Российской Федерации представлен продукцией нескольких заводов, которым можно доверять: «Пашийский металлургический цементный завод» и «MasterEmaco».

Пашийский выпускает два вида расширяющегося связующего: Цемент гипсоглиноземистый расширяющийся по ГОСТ 11052-7 и Цемент напрягающий НЦ-20 по ТУ 5734-072-46854090-98. Стоимость гипсоглиноземистого расширяющегося цемента составляет от 27 000 до 30 000 рублей за 1 тонну и 1500 рублей за мешок 50 кг.
«MasterEmaco» входит в состав «BASF The Chemical Company». Специализируется на выпуске и продаже пластифицированных расширяющихся материалов. Стоимость 25-килограмового мешка пластифицированного расширяющегося цемента данного бренда составляет 1635 рублей.

Заключение

Учитывая довольно высокую стоимость расширяющегося цемента, использование данного материала для ремонта квартиры или частного дома не всегда оправдано экономически. Гораздо проще и дешевле изготовить ремонтную смесь своими силами по следующему рецепту: 3 части общестроительного портландцемента, 2 части песка и 1 часть клея для монтажа керамической плитки. Данный состав не является расширяющимся, но, тем не менее, надежно заделывает трещины и повреждения.

Расширяющийся цемент: характеристики и виды

Строительные работы при низкой температуре и в условиях повышенной влажности предъявляют ряд требований к используемым цементным составам. Высокую адгезию, влагонепроницаемость, трещиноустойчивость, долговечность, ускоренный набор прочности и отсутствие усадки обеспечивает расширяющийся цемент.

Что представляет из себя этот строительный материал

Расширяющимся цементом называют минеральное порошкообразное вяжущее вещество, способное увеличиваться в объеме в процессе высыхания раствора. Расширяясь, цементная смесь заполняет собой все пустоты, швы и щели строительной конструкции, формирует ее предварительное напряжение.

Подобные свойства достигаются за счет включения в состав расширяющих компонентов, содержание которых колеблется от 5% до 20%. При контакте с водой разрушаются химические связи, что вызывает увеличение объема исходного состава, образование кристаллических решеток.

В качестве расширяющих добавок используются:

алюминия сульфат;
сульфат хлористого кальция;
гидроксид магния;
гидросульфоалюминат кальция;
сульфитный щелок;
алюминиевая пудра;
квасцовый камень.

Свойства расширения в ряде случаев достигаются еще по одной технологии — гашения. Во время этого процесса внутри смеси образуется большое количество мелких пузырьков, повышающих ее объем.

В отличие от ячеистых бетонов, способных терять прочность в процессе пенообразования, растворы с расширяющимся цементом сохраняют прочностные характеристики.

Эффект расширения наблюдается только в условиях повышенной влажности, в то время как при сухой погоде усадка не наблюдается. Самонапряжение железобетонной конструкции происходит независимо от расположения и направления стержней арматуры. В результате получается двухосное объемное самонапряжение, что способствует повышению прочности и стабильности сооружения.

Преимущества состава:

высокая адгезия — обеспечивает плотное прилегание смеси к поверхностям конструкции;
гидроизоляционные свойства — подходит для заделки трещин, микропор и швов, через которые может просачиваться вода;
устойчивость к смене температур — сохраняет технические характеристики и эластичность даже при низких показателях температуры;
ускоренный набор прочности — в зависимости от марки, раствор достигает прочности 80% за первые 24 часа.

Технические характеристики и виды

Все виды расширяющегося стройматериала выполняются на основе цемента глиноземного типа или цементных смесей, в состав которых входит глиноземный компонент. А вот в зависимости от ведущей добавки расширяющийся цемент бывает 5 видов.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ). Производится с добавлением доменного шлака, который наделяет состав повышенной прочностью. Чаще всего используется для возведения монолитных строений. Для штукатурных и облицовочных работ не годится из-за неравномерного линейного расширения и неровной геометрической поверхности. При погружении в воду или простом поливе уложенного раствора расширения достигнуто не будет. Изменения объема происходят только при разовом коротком пропаривании. Отвердевает состав в течение 30-80 часов.
Гипсоглиноземистый цемент (ГГРЦ). Смесь на 30% состоит из гипса, который обеспечивает быстрое схватывание и застывание раствора. Хотя гипсовый цемент способен сохранять объем даже после застывания, абсолютно безусадочным его назвать нельзя. При застывании на воздухе уложенная смесь немного проседает, а расти способна только в водной среде. Для работы зимой и в межсезонье гипсоглиноземистый цемент подойдет лучше других. Он устойчив к морозам (до минус 25 °С), сохраняет полезные свойства при частых колебаниях температур.

На жаре и при повышенной влажности гипсоглиноземистый вид цемента «работает» плохо, утрачивая часть своих характеристик.

Пластифицирующий (ПРЦ). Основой этого состава выступает портландцемент с добавлением пластификатора и сульфитного щелока в качестве расширяющего компонента. Его прочностные качества выше других видов цемента, а линейное расширение прогнозируемо. Это означает, что раствор создает ровную поверхность и может применяться там, где нужна строгая геометрия форм и плоскостей. Этот цемент считается выгодным — застройщику не нужно использовать чистый пластификатор. Его с успехом может заменить РЦ пластифицирующего вида.
Водонепроницаемый (ВРЦ). Получается путем смешивания глиноземистого цемента, полуводного гипса и высокоосновного алюмината кальция. Смесь отличается быстрыми отвердевающими свойствами — схватывание массы наблюдается уже через 3 минуты после подготовки раствора. Масса полностью застывает спустя 25-28 часов, причем ее расширение происходит только при влажности не менее 70%. Снизить скорость отвердевания раствора удается при добавлении в состав буры или уксусной кислоты.
Напрягающий цемент (НЦ). Состоит из портландцемента, гипса и доменного шлака, отличается повышенной газо — и влагонепроницаемостью. При использовании масса вначале затвердевает, а затем расширяется, напрягая строительную конструкцию. Материал хорошо справляется с трещинами и дефектами, подходит для ремонта бетонных и железобетонных конструкций. Схватывается смесь в первые 4 часа, а окончательно застывает спустя 70-75 часов.

Каждый из указанных видов цемента отличается техническими характеристиками по ряду показателей:

начало схватывания — 4 минуты для ВРЦ, 20 минут для ГГРЦ, 30 минут для РПЦ, 2,5 часа для НЦ;
окончательный набор прочности — больше всего у ГГРЦ И РПЦ (до 80 часов), меньше всего у ВРЦ (около 25 часов);
предел прочности на сжатие — до 500 кгс/см2 у ВРЦ и ГГРЦ, 400-600 кгс/см2 у РПЦ и НЦ;
относительное линейное расширение — 0,02-1% (ВРЦ), 0,3-1% (РПЦ), до 3% (НЦ), 0,3-1% (ГГРЦ).

Все виды расширяющегося цементного раствора укладываются в опалубку с высоким уплотнением. Для набора объема и прочностных характеристик массе необходимо обеспечить рекомендованную температуру и влажность.

Улучшить технические характеристики расширяющихся цементных растворов помогают крупные и мелкие заполнители. С этой целью используется мелкофракционный кварцевый песок, гравий и щебень фракций от 5 до 70 мм. Заполнители увеличивают прочность раствора, сдерживают его деформации, снижают значения ползучести и частично компенсируют усадку.

Применение

Глиноземистый РЦ применяется при проведении таких строительных работ:

Ремонт конструкций из бетона и железобетона, гидротехнических сооружений, реконструкция строений. Материал позволяет заполнять микроскопические пустоты, трещины, щели, тем самым препятствуя дальнейшему разрушению конструктива.
Срочное строительство в условиях низких температур или высокой влажности. В этих случаях лучше использовать гипсоглиноземистый цемент.
Обустройство сооружений, где нужно добиться ровной поверхности — дорожное строительство, прокладка беговых дорожек, ледовых катков, хоккейных полей, стадионов, мостов, аэродромов. Здесь отлично подойдет расширяющийся цемент с пластификаторами.
Изготовление сборных и монолитных резервуаров — бассейнов, водонапорных, очистных сооружений, канализационных насосных станций. Благодаря гидроизоляционным свойствам цемента обеспечивается герметичность и водонепроницаемость емкостей.
Создание влагостойких декоративных штукатурных смесей. Нанесенный поверх ракушечника и пенобетона, раствор сохраняет теплоизоляционные и прочностные свойства пористых стройматериалов.
Ремонт, строительство подземных каналов и коммуникаций — метрострой, переходы, шахтные проходки.
Склейка железобетонных материалов при строительстве высотных зданий. Цемент с эффектом расширения обеспечивает прочное соединение перекрытий со стенами, предупреждает разрушение, продлевает срок службы строения.

Расширяющиеся цементные смеси используются для приготовления всех разновидностей безусадочных бетонов. Материал имеет один недостаток — высокую стоимость, что ограничивает сферу его применения в частных домовладениях. Он подойдет для формирования настилов в погребах, сараях, для возведения бань, гаражей, обустройства дорожек на приусадебном участке, для восстановления стен жилых или подсобных строений.

Производители

Пашийский металлургическо-цементный завод. Производит ГГРЦ с добавлением гипсового камня и доменных шлаков по ГОСТу 11052-74. Продукт выпускается в бумажных мешках массой 45 кг, отгружается в контейнерах МКР-1,ОС во все регионы РФ. Компания также сотрудничает с рынками ближнего зарубежья, преимущественно странами СНГ.
Mapei. Итальянская компания, известная всему миру производством строительной химии, в том числе цементов, способных увеличиваться в объеме. В ассортименте водонепроницаемые безусадочные смеси, полимерные составы, даже материалы для подводных работ. В розницу материал продается в мешках массой 20 кг.
Macflow. Реопластичный цемент нового поколения от российской компании АтакамаСТ. Используется для получения литых бетонных смесей, заполнения трещин и пустот в каменных и бетонных сооружениях. Материал упакован в мешки по 25 кг.
Русеан. Российский изготовитель строительных смесей, среди которых напрягающий цемент и ГГРЦ. Составы подходят для изготовления гидроизоляционной штукатурки и водонепроницаемого бетона, а также обустройства сооружений для хранения нефтепродуктов.

Расширяющиеся цементы относятся к классу современных качественных стройматериалов. Они практически не имеют недостатков, а высокая стоимость продукта компенсируется отличными показателями прочности, влагоустойчивости и долговечности.

Расширяющиеся разновидности цементных смесей

К расширяющимся видам цемента относят группу вяжущих материалов, не образующих усадки или увеличивающих свой объем в процессе затвердевания. Потребность в их использовании возникает при необходимости получения трещиноустойчивых покрытий, проведения гидроизоляционных и ремонтно-восстановительных работ. Способность расширяться достигается за счет введения ряда добавок, как правило, такие составы стоят дороже и отличаются особыми условиями затвердевания. При всех своих преимуществах эти марки относятся к узкоспециализированным, их применение должно быть экономически обосновано.

Эти смеси изготавливаются на основе глиноземистого шлака, природного гипсового камня (двуводного или полуводного), негашеной извести, алюминиевой пудры или аналогичных добавок. Увеличение объема происходит за счет образования микроскопических пузырьков или наращивания кристаллов на начальных минутах затвердевания, исключительно в условиях повышенной влажности (при нормальном или сухом воздухе способность расширяться проявляться не будет, в крайнем случае раствор останется безусадочным). Время схватывания и окончательного набора прочности зависит от марки: от 4-14 минут и 14 ч и выше, в целом этой группе вяжущего присущи ускоренные сроки достижения твердого состояния.

Виды и маркировка

В зависимости от состава и свойств выделяют следующие разновидности:

ВРЦ – водонепроницаемый расширяющийся цемент, характеризующийся высокой скоростью твердения и повышенной стойкостью к влаге. Его применяют при восстановлении и строительстве подземных и подводных объектов, гидроизоляции шахт и туннелей.
РЦ – расширяющийся портландцемент, быстро твердеющий при пропаривании.
НЦ – напрягающийся цемент, рекомендуемый при бетонировании конструкций с разнонаправленной арматурой, например, напорных труб или тонкостенных ЖБИ. Эта разновидность в свою очередь разделяется на НЦ 10 (безусадочную), НЦ 20 (напрягающеюся) и НЦ 40 (саморасширяющуюся).
ГГРЦ – гипсоглиноземистые, предназначенные для приготовления гидроизоляционных штукатурок и бетонов.

Основные характеристики и свойства

Все выше перечисленные виды вяжущего относятся к быстротвердеющим гидравлическим, затворяемым водой и набирающим прочность в условиях повышенной влажности. Технические характеристики цементов с такими способностями зависят от состава, сроки схватывания и другие показатели различаются у разных марок:

Наименование параметра или свойства	ВРЦ	РЦ (РПЦ)	НЦ	ГГРЦ
Состав, %	Гипсоглиноземистый цемент – 70, высокоосновные гидроалюминаты кальция – 10, гипс – 20	Клинкер портландцемента – 58-63, шлак – 5-7, гипс – 7-10, гидравлическая добавка – 20-25	Портландцемент – 65-70, шлак – 16-20, гипс – 14-16	Высокоглиноземистые шлаки – 70, строительный гипс – 30
Начало схватывания, мин	От 4	Не ранее 30	2-5, продлевается при добавлении сульфитно-спиртовой барды	Не менее 20
Окончательный набор, прочности, ч	Через 25-28 ч конструкция становится полностью водонепроницаемой, но максимальная марочная прочность достигается через 28 суток	65-80, при условии пропаривания – 30-35	До 28 суток	70-85
Условия застывания и эксплуатации	Внутреннее расширение продолжается долго, лучшие результаты наблюдаются при твердении в сильно влажной среде	Рекомендуется к пропариванию при температуре от +60 °C	Характеристики улучшаются при пропаривании	Прогреваются при необходимости бетонирования при отрицательных температурах, при твердении на воздухе нуждаются в интенсивном увлажнении не менее 3 суток
Предел прочности на сжатие, кгс/см2	До 500	400-600	До 600 у НЦ 40	До 500
Величина относительного линейного расширения, %	0,02-1	0,3-1	До 3	0,3-1

К положительным свойствам строительных растворов на основе расширяющегося и напрягающегося цемента относят:

Высокую адгезию, в том числе с металлической арматурой и старыми стройматериалами.
Ускоренный набор прочности – большинство марок достигают 80 % от максимума в течение первых суток, их советуют купить при ограниченных сроках ведения работ.
Отсутствие усадки, трещиноустойчивость, равномерное распределение растворов внутри полостей.
Стойкость к коррозии, агрессивным воздействиям, температурным перепадам, щелочам и влаге.
Хорошую прочность на сжатие – до 600 кгс/см2.
Долговечность.

К недостаткам относят узкую специализацию и высокую цену, эти марки считаются дорогостоящими, следует остерегаться подделок. Несмотря на более сложную в сравнении с обычным портландцементом технологию изготовления и большое число дополнительных компонентов, замес и нанесение растворов не представляет труда.

Области использования

Применение таких цементов экономически целесообразно при:

1. Строительстве, ремонте и реконструкции гидротехнических сооружений.

2. Необходимости повышения прочностных и влагоотталкивающих характеристик постройки.

3. Изготовлении и восстановлении монолитных и сборных емкостей и резервуаров: бассейнов, водонапорных, канализационных и очистных систем.

4. Приготовлении влагонепроницаемых штукатурных составов, в том числе с целью сохранения теплоизоляционных свойств пористых марок бетонов и природных материалов (например, ракушечника).

5. Строительстве и ремонте подземных сооружений: туннелей, шахт, метрополитена.

6. Обустройстве покрытий в зонах с повышенными нагрузками: на мостах и аэродромах.

7. Склейке ж/б плит, в том числе при возведении многоэтажных зданий.

8. Приготовлении безусадочных бетонов.

9. Строительстве объектов спортивного назначения: от катков до трибун и беговых дорожек.

10. Проведении аварийных и экстренных работ.

Возрастает востребованность расширяющегося глиноземистого цемента в частном строительстве, несмотря на высокую цену его рекомендуют купить для гидроизоляции подвалов и цокольных этажей, бань, гаражей и бассейнов. При правильной подготовке основания расход состава будет невысоким, применение РЦ оправдает себя при необходимости создания трещиноустойчивых покрытий, защите швов и стыков.

При работе с этим материалом важно обеспечить правильные условия нанесения, следует помнить, что его положительные свойства проявляются исключительно при застывании во влажной среде. Поризация и эффект расширения наблюдаются при малейшем контакте с водой, из-за ускоренных сроков схватывания приготовленный раствор расходуется незамедлительно, все поверхности подготавливаются заранее. К важным нюансам относят строгий контроль за долей вводимой воды, нарушение требований производителей недопустимо. При соблюдении всех правил смесь застывает без трещин, образуя гладкое и полностью непроницаемое для воды покрытие.