Для чего нужен водонепроницаемый цемент?
Для сооружения объектов, которые постоянно находятся под воздействием влаги, используется водонепроницаемый цемент. Цемент в настоящее время является самым распространенным строительным материалом, без которого трудно обойтись при строительстве любого объекта.
Водонепроницаемый цемент используется при строительстве сооружений, которые подвержены постоянной повышенной влажности..
Порой при возведении ряда сооружений водостойкость обеспечивается сложными защитными системами. Водонепроницаемый цемент способен значительно упростить такие проблемы, поэтому он все чаще вызывает повышенный интерес.
Необходимость материала
Любой цемент после затвердения имеет какое-то количество воздушных включений, которые являются микроскопическими резервуарами для проникающей воды; а если картину дополнить капиллярами, присутствующими в толще материала, то вся эта система и обеспечит водопроницаемость цемента и накопление влаги внутри, что пагубно сказывается на его свойствах. Небольшие полости в виде пор и микротрещин в структуре вызваны превышением воды в цементном растворе при его укладке, недостаточным уплотнением слоя, деформационными и усадочными процессами, растрескиванием под механической нагрузкой и т.д.
Таблица данных о составе бетона.
Создать водонепроницаемый цемент — значит исключить воздушные включения путем расширения самого материала или заполнения их другим веществом. Такой материал необходим при строительстве сооружений, на которые постоянно воздействует вода или повышенная влажность. К таким конструкциям следует отнести: фундаменты во влажных почвах и цоколи при низких грунтовых водах; подвалы, погреба, смотровые ямы; стяжки пола в ряде условий; стенки бассейнов, колодцев, резервуаров и другие сооружения. Использование водостойких цементов в таких случаях позволит значительно сократить гидроизоляционные мероприятия.
Типы водостойких цементов
По механизму достижения цели выделяются следующие основные типы материала: водонепроницаемый расширяющийся цемент; водонепроницаемый безусадочный цемент и цемент с гидрофобным заполнением. Механизм защитных функций расширяющегося состава основан на том, что вводится вещество, которое вызывает расширение смеси при заливке и быстрое затвердение. Принцип работы безусадочного способа включает добавление ингредиента, который обеспечивает образование кристаллов, уплотняющих структуру материала при застывании без свободного расширения объема. Введение в структуру цементной смеси гидрофобных компонентов объясняется их защитными функциями при контакте с проникающей водой (расширяются, химически связывают, образуют кристаллические структуры и т.п.).
Расширяющийся цемент
Таблица пропорций для приготовления бетона.
Водонепроницаемый расширяющийся цемент изготавливается путем введения смеси на основе гидроалюмината. Наиболее распространенным является следующий состав: глиноземистый цемент (70% по массе), полуводный гипс (20%), гидроалюминат кальция (10%). Такая смесь перемешивается в сухом виде и подвергается измельчению. За счет активного взаимодействия компонентов происходит расширение массы при одновременном быстром ее твердении. При добавлении воды в цементную смесь схватывание массы начинается уже через несколько минут и завершается в течение 10 мин.
Степень расширения материала повышается с увеличением влажности. Внутреннее расширение продолжается достаточно долго. Через 3 суток цемент должен соответствовать марке М300, а через 28 дней — М500. При необходимости увеличить время застывания можно добавить буру или уксусную кислоту.
Водонепроницаемый расширяющийся цемент обладает достаточно высокими гидроизоляционными свойствами, которые возрастают при нахождении раствора в воде. Это условие дает возможность применения материала даже для дамб, плотин, бассейнов.
Безусадочный цемент
Водостойкий безусадочный цемент производится тоже путем добавки алюмината, но в меньшем количестве, что не достаточно для общего расширения массы. В результате его воздействия образуется кристаллический цементный камень, который уплотняет и упрочняет структуру. Безусадочная смесь состоит из глиноземистого цемента в концентрации 85% от массы. Дополнительно вводится асбест в количестве до 5%. Остальной объем занимает алюминат кальция и полуводный гипс.
График отношения воды к цементу для цементов разных марок.
Примерно через 1 ч твердения состав достигает 75% своей окончательной прочности, которая устанавливается после 28 суток сушки. Желательное условие застывания массы — влажная среда. Если влажность воздуха менее 70%, то возможны усадочные процессы.
Принимая во внимание, что такой тип материала предназначен для сооружений, на которые длительное время воздействует вода, в цементный раствор добавляются антикоррозионные вещества в виде смеси азотнокислого кальция, ферросилиция и алюминиевой пудры. Это позволяет обеспечить защиту металлических армирующих элементов.
Самодельный состав можно подготовить, если в цемент добавить «жидкий гидроизолирующий гиперконцентрат» марки Дегидрол 10-2. Такая жидкость вводится в цементную смесь в количестве 4 л на 1 м³ раствора. Например, можно приготовить гидроизоляционную бетонную смесь по такому рецепту: цемент — 125 кг; песок — 30 кг; щебень — 55 кг; дегидрол — 0,2 л; вода — 10 л. Водостойкая жидкость разбавляется с водой, а затем перемешивается с остальными ингредиентами смеси.
При подготовке самодельного раствора следует исключить попадание в состав глины или песка с ее содержанием.
Гидрофобные добавки
Для того чтобы повысить водонепроницаемость цемента, можно использовать специальные добавки. Можно выделить три основных типа таких веществ: пластифицирующие, кольматирующие средства и полимерные составы.
Характеристика бетона после использования добавок.
Пластифицирующие ингредиенты увеличивают подвижность раствора, покрывая частички цемента своеобразной оболочкой, вытесняя воздух. Кольматирующие средства обеспечивают уплотнение смеси после застывания раствора. Они заполняют объем воздушных образований. Полимерные составы в основном воздействуют путем увеличения подвижности раствора и образуют полимерную водоотталкивающую пленку. Такие составы особенно эффективны при растрескивании цементного состава.
В качестве универсальной пластифицирующей добавки можно рекомендовать смеси на основе поликарбоксилатов. Они вводятся в цементный состав в количестве до 1 л на 1 м³ раствора.
Эффекта уплотнения структуры можно добиться путем добавления компонентов, которые после химической реакции кристаллизуют цементную основу. Материал, реагируя с наполнителем, расширяется и заполняет поры. Наибольшее распространение нашли препараты на основе микрокремнезема и некоторые другие добавки проникающего характера.
Таблица пропорций для приготовления бетона.
Для приготовления водостойкого цементного раствора своими руками предлагается широкий ассортимент средств кольматирующего характера. К ним можно отнести составы зарубежного производства: Пенетрон, Вандекс, Ксайпекс, а также достаточно эффективные отечественные составы: Лахта, Гидротекс, Акватрон, Гидро, Кальматрон. В структуру таких стандартных смесей входит, помимо химически активных ингредиентов, цементно-песчаная составляющая. Введение их в цемент (бетон) после его твердения обеспечивает то, что средство не только просачивается вовнутрь, но и образует защитную гидроизолирующую пленку снаружи.
Самостоятельное гидроизолирование
На практике в частном строительстве часто используются «народные» средства приготовления водонепроницаемого цемента и бетона. Можно рекомендовать самые известные. Жидкую добавку готовят из щелока (0,5 кг) и квасцов (2,5 кг) в 10 л воды. На 8 кг цемента нужен 1 л этой добавки. Другой способ таков. Поваренная соль крупного помола (3 кг) растворяется в 25 л воды, после чего перемешивается с цементом до консистенции густой сметаны. Наконец, третий вариант — льняное масло (7,5 кг) и парафин (3 кг) смешиваются с цементом (12,5 кг), после чего все перемешивается с водой до нужного состояния.
При подготовке водостойких цементов нужен следующий инструмент: миксер строительный, весы, лопата, ведро мерное, совок, шпатель, мастерок.
Водонепроницаемый цемент позволит значительно повысить надежность сооружений при воздействии влаги. Такой состав можно приготовить из стандартных ингредиентов или своими руками.
Понятие гидрофобных цементов и их использование в специализированном строительстве
Самое распространенное и одно из относительно недорогих, но качественных вяжущих веществ – цемент. Этот материал необходим в любом строительстве: и частном, и промышленном. Именно поэтому целые исследовательские институты заняты разработкой и улучшением его производственных характеристик. Для возведения объектов в особых условиях, к которым можно отнести влажную осень и суровую зиму, профессиональные строители предпочитают использование цемента водостойких марок.
Гидрофобные цементы
Обычный цемент – является самым слабым звеном в смеси, которая должна выдерживать повышенную влажность. Именно цемент разрушается сам и постепенно ослабляет конструкцию, когда на строение происходит постоянное воздействие воды.
Можно либо тратиться на гидроизоляцию всех конструктивных и важных узлов при строительстве, а можно изначально использовать цемент улучшенной формулы. Экономически такой способ укрепления конструкции будет дешевле, чем постоянная борьба с водой при эксплуатации здания и значительное вложение денег при строительстве.
Производится он в двух разновидностях:
Водонепроницаемый
Гидравлическое вещество вяжущего характера – это водонепроницаемый цемент.
В его составе:
Такие же составляющие и у цемента водостойкого. Целесообразно его применение при строительстве объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Он отлично подходит для железобетонных конструкций, так как замедляет коррозийные проявления металла. Учитывая эту особенность материала, он заслуживает наивысшей оценки в 5 баллов.
Водонепроницаемый цемент в составе кладочной смеси
Для частного строительства нет особой необходимости в разделении гидрофобного цемента на влагостойкий и водонепроницаемый. А вот для профессионального возведения различных объектов разница, хоть и в мелочах, но все же существует.
Водостойкий (влагостойкий)
Для качества цемента главным является показатель гидроизоляции. Цемент с низкой влагостойкостью применим для внутренних работ. И абсолютно недопустимо его использование для наружных. Тогда как водостойкий (влагостойкий) цемент должен быть использован во всех растворах для наружных работ.
Влагостойкий цемент имеет в своем составе добавки, которые отвечают за его сопротивляемость к водной среде и, может быть, к морозам. В его состав входят те же компоненты, что и для водонепроницаемого цемента с единственной незначительной разницей в дозировке.
Производство водостойкого цемента
Этот цемент может быть изготовлен только при добавлении в основной состав специальных добавок. Для гидрофобного материала нужен цемент очень тонкого помола. А добавки выбираются производителем исключительно исходя из требований, которые будут предъявлены готовому продукту.
Учтены должны быть также погодные условия при работе с цементом. Теоретически, можно влагостойкий цемент приготовить и самостоятельно. Для этого необходимо приобрести качественный цемент, марка которого не ниже 400 и размешать в нем специальные добавки.
Это должны быть гидрофобизаторы или добавки, которые кольматируют. Естественно, что качество самостоятельно сделанного цемента будет несколько ниже, чем заводское, но даже в таком варианте влагостойкий цемент имеет право на существование.
Нужно только знать, какие добавки для чего использовать. Перечень добавок, используемых при его производстве, а также, которые повышают влагостойкость цемента и доступны в продаже, в следующем разделе.
Состав
Цемент М 500 с маркировкой Д 20 — влагостойкий. Буква Д обозначает добавки, цифра 20 – процентное количество этих добавок – 20.
Для влагостойкого цемента производители используют такие примеси:
Каждая из этих добавок повышает:
Область применения влагостойкого цемента
Учитывая, что влагостойкий цемент содержит большое количество щелочи, работать с ним нужно в перчатках. При правильном соблюдении пропорций, такой цемент должен начать застывание через 20 – 50 минут после изготовления, а полное его застывание обычно бывает минимум через 12 часов, максимум через 3 суток.
Применяется такой цемент для строительства фундамента и возведения несущих конструкций. Вполне оправдано его применение для соединения колец колодцев, а также при укладке керамической плитки в чашу бассейна.
Учитывая, что производство такого материала предполагает его использование строго по назначению, помимо буквы Д в марке еще присутствует класс цемента.
Он бывает:
При общей главной задаче – гидрофобности, каждая из этих разновидностей цемента имеет свои особенности.
Где используется влагостойкий цемент
Безусадочный
Специальный цемент, который дает минимальную усадку при затвердении, обладающий при этом свойствами быстрого расширения и реопластичности называется безусадочным. В отличие от традиционного цемента, безусадочный в составе бетонной смеси обеспечивает ее равномерное, но достаточно длительное высыхание. При теплой погоде это может быть 3, а то и больше дня.
Основное свойство такого цемента (оно, кстати, передается всем смесям, в состав которых он входит) – реопластичность. Это значит текучесть при малом количестве воды в своем составе. Растворы с безусадочным цементом – одни из самых жидких. Они отлично укладываются, в основном за счет высокой текучести, имея при этом высокий процент конечной плотности.
Его применение достаточно широко и оправдано при проведении таких работ:
Производственные характеристики безусадочного цемента очень высоки. Единственный минус в его стоимости. Но так как использование такого материала должен быть только при особом строительстве, этот его недостаток нивелируется общим конечным результатом. Оценка – 5 баллов.
Заделка трещины в бетоне при помощи безусадочного цементного раствора
Расширяющийся
Обычный цемент дает достаточно большую усадку, а вот тот, который промаркирован, как расширяющийся, на ранних сроках застывания довольно ощутимо увеличивается в объемах, что компенсирует усадку полностью.
В его состав традиционно входит:
Объем смеси растет за счет образования кристаллов в ходе реакции всех составляющих цемента с водой. Так как кристаллы растут постепенно и максимального роста достигают на третьи сутки, именно столько времени (или чуть больше) нужно для того, чтобы раствор с таким цемент высох полностью.
Расширяющийся водонепроницаемый цемент применяется в составе смесей при:
Отличные свойства цемента позволяют добиваться высоких результатов при специфическом строительстве и, например, полностью ликвидировать трещины и различные неровности в старом бетоне. Оценка – 5.
На видео — использование расширяющегося раствора цемента для ремонта:
Быстротвердеющий
Растворы, в состав которых входит быстротвердеющий цемент, раньше всех других растворов затвердевают. Многие из них имеют высокую прочность, но только на третьи сутки после начала затвердевания. В составе цемента такой марки обязательно должен быть трех кальциевый силикат (его объем должен занимать не менее 50 % от общего объема).
Применяется быстро твердеющий цемент в таких технологических процессах:
Быстротвердеющий цемент стоит дороже обычного, в среднем, 300 рублей за 50 килограммов. Учитывая узкопрофильность его применения, а также то, что работать с ним должны специалисты высокой квалификации (иначе он просто застынет и его придется утилизировать), оценка – твердая 4.
Их цена выше в полтора – два раза, но и область применения более специализированная. Купить такой цемент можно в обычных строительных магазинах. Экологичность материала заслуживает оценки не выше 3 баллов (так как достаточно небезопасные для человека добавки в них находятся), но этот показатель нивелируется за счет использования такого цемента при специфическом и исключительно наружном строительстве.