Expanzní a samoexpandující cement: cena, technické vlastnosti, GOST, použití

Hlavním pojivem ve stavebnictví jsou cementy. Nejpoužívanějšími kompozicemi jsou kompozice na bázi portlandského cementu. Přes jejich velkou oblibu je někdy jejich použití nežádoucí – defekty ve formě mikro- a makrotrhlin způsobují deformaci a smršťování konstrukce. Samoexpandibilní cementy jsou speciálním typem pojivových směsí, které nemají takové negativní vlastnosti.

Klasifikace a vlastnosti

Běžné smrštění portlandského cementu (zmenšení lineárních rozměrů) dosahuje až 2 mm/m výrobku. Zatímco je směs mokrá, její rozměry se zvětšují díky absorbované vodě. K přímému smrštění dochází, když cementová malta schne na vzduchu během třetího týdne tuhnutí.

U samoexpandujících cementů převažuje počáteční rozpínání za mokra nad suchým smršťováním.

V závislosti na složení a požadovaných vlastnostech je materiál rozdělen do následujících typů:

1. nesmršťovací cementy – expanze se rovná následnému smršťování, což vede ke konstantním rozměrům;
2. expandující cementy – smrštění v suché formě je menší než počáteční expanze, o 5-6 mm/m hotového výrobku;
3. Stresový cement je rozšiřující se odrůdou používanou při výrobě železobetonových konstrukcí.

Princip činnosti předpínacího cementu je založen na mechanické interakci betonové malty a kovové výztuže. Železobetonový rám se při nalévání expandující směsi napíná. Pevnost výztuže zabraňuje dalšímu pnutí a zastavuje expanzi cementové směsi.

Tato interakce má za následek současné natažení kovového rámu a zastavení expanze. Výztuž má tendenci se smršťovat a beton má tendenci se roztahovat. To udržuje celou konstrukci pod napětím a zvyšuje pevnost 1,5-2krát. Porovnání dynamiky smršťování konvenčního, nesmršťovacího a expanzního cementu je na obrázku 1. Obr.

Rýže. 1. Dynamika smršťování cementu. Označení: „1“ – běžný portlandský cement; „2“ – cement bez smrštění; „3“ – expandující cement:

Složení a výroba

Různé oblasti použití určují konstrukční a provozní parametry materiálů. K dosažení těchto cílů se používají různá kompoziční výrobní schémata, včetně široké škály komponentů. Podívejme se na základní složení samoexpandujících cementů.

Kompozice na bázi portlandského cementu

Existují kompozice pro výrobu běžných samoexpandujících a předpínacích cementů.

Rozdíly jsou ve složení, které určuje parametry nastavení:

• 65-75% portlandský cement, 6-10% sádra, 15-25% struska s vysokým obsahem oxidu hlinitého. Vysoký obsah expandujícího pojiva pomáhá zvýšit rychlost tuhnutí (začátek – po 30 minutách, konec – po 4-6 hodinách po přípravě roztoku). Rychlý nárůst mechanického namáhání umožňuje použití takových kompozic pro výrobu cementů pro namáhání napětím. Se zvyšujícím se obsahem sádry se rychlost tuhnutí snižuje. To umožňuje použití směsí pro domácí účely (nátěr spár, omítání atd.);
• 94-95% portlandský cement, 0,1-0,2% polymerní přísada, 5-6% nehašené vápno. Principem činnosti je tvorba drobných bublinek plynu, které doprovázejí hašení vápna při přidávání vody. Počáteční expanze takového cementu bude vysoká, ale následné smrštění vrátí objem do původního stavu. Podobné složení se používá pro nesmršťovací roztoky používané k utěsnění spojů mezi deskami železobetonových konstrukcí. Dalším směrem je metoda „silent blast“ (viz níže), používaná při těžbě kamenů;
• možnosti pro směsi portlandského cementu, sádry a dalších minerálních přísad. Alunit, směsný zásaditý síran vápenatý a hlinitý, lze použít jako náhradu strusky s vysokým obsahem oxidu hlinitého. Další složkou, která zvyšuje expanzi, je nehašené vápno.

Směsi na bázi hlinitanového cementu

Patří mezi ně dvousložkové, třísložkové a vícesložkové směsi, které nutně obsahují hlinitanový cement (produkt vypalování a mletí bauxitu a vápence) a hydratovaný síran vápenatý (sádru).

Charakteristickým rysem tohoto cementu je velmi vysoká rychlost tuhnutí (začátek – od 10 minut, konec – 1 hodina po přípravě směsi). Pro regulaci rychlosti tuhnutí přidejte borax nebo kyselinu octovou.

Sádrohlinité cementy se používají k ošetření spár a porézních povrchů, poskytují vysokou odolnost proti vodě. Vybrané kompozice bez smršťování lze použít pro nátěry potrubních spojů, které odolávají tlaku vody do 10 atm. Výhodou takových směsí oproti portlandskému cementu je vyšší (10-20x) přilnavost ke staré maltě konstrukce.

Omezením sádrohlinitých cementů je maximální pracovní teplota prostředí – ne více než 80 °C. Vysoká mrazuvzdornost (až 200 cyklů) umožňuje použití takových materiálů v chladném klimatu.

Výroba expandujících cementů spočívá ve smíchání složek rozdrcených do práškového stavu nebo drcení jejich směsi dohromady. Při domácí výrobě samoexpandibilních směsí se používá směs portlandského cementu, sádry a nehašeného vápna. Výsledná kompozice se používá pro hydroizolaci spár mezi stavebními bloky.

Požadavky na cementy a metody kontroly kvality jsou stanoveny normou GOST 30515-97. Řada specifických parametrů může být regulována průmyslovými předpisy a technickými podmínkami.

Převážná část samoexpandujících cementů patří do jakostí 400, 500 a 600, odolávajících tlaku minimálně 40, 50 a 60 MPa/cm2. Stresové cementy jsou nejpevnější (třída 600).

Obnova stěny pomocí samoexpandibilního cementu