Для чего используется цемент с водой

Обновлено: 04.05.2024

Цемент: его состав и свойства

Сегодня существует огромное количество различных стройматериалов, которые имеют свои преимущества и недостатки. Но, пожалуй, самым популярным из них является цемент. Его используют практически на всех этапах строительства, начиная от монтажа фундамента и заканчивая внутренней отделкой стен. Объяснить его популярность достаточно просто: он обладает высокой прочностью, вяжущим эффектом, позволяет скрыть любые дефекты, с легкостью выдерживает повышенные нагрузки, не боится отрицательных температур. Можно смело сказать, что до сих пор аналогов цементу просто не существует. Именно поэтому он еще долгое время будет оставаться №1 среди всех видов стройматериалов.

Что такое цемент?

Цемент – это стройматериал, который выступает в качестве вяжущего элемента в различных растворах. В целом он представляет собой серый порошок. В отдельно взятых случаях он может иметь изумрудный оттенок. Итоговый цвет цементного порошка зависит от добавок, которые в нём содержатся.

Чтобы получить бетонную смесь, необходимо смешать цемент, воду, песок. При необходимости могут добавляться и другие компоненты. Их выбор зависит от целей и задач, которые необходимо решить. После добавления воды все компоненты образуют пластичную массу, которая со временем начинает затвердевать и трансформироваться в высокопрочный искусственный камень.

История появления цемента

Первое упоминание о цементе появилось примерно 2200 лет назад. В те времена цемент готовили из извести, пемзы, туфа и вулканического пепла. Полученный состав использовали в качестве скрепляющего вещества при строительстве каменных зданий. Также из цемента изготавливали цельнолитые конструкции. Но они были недостаточно прочными, из-за чего их надёжность оставляла желать лучшего.

С каждым столетием качество цемента повышалось, и в 1824 г. Джозеф Аспдин разработал аналог современного портландцемента. Он отличался прекрасным вяжущим эффектом, благодаря чему его можно было использовать для приготовления бетона. Затвердевший материал отличался повышенной прочностью и износостойкостью.

Однако, несмотря на то, что он прекрасно выдерживал сжатие, растяжения бетона приводили к его разрушению. Инженеры обратили внимание на тот факт, что металлические балки, наоборот, не боятся растяжений, но плохо работают на сжатие. В итоге практически одновременно несколько специалистов пришли к выводу, что необходимо объединить эти две особенности.

В начале 1850-ых годов французский инженер Жан-Луи Ламбо построил небольшие лодки. В качестве исходного материала он использовал бетон, который армировал железной сеткой. Спустя несколько лет Уильям Уилкинсон стал первым, кто решил армировать металлическими балками бетонные панели. Полученные ЖБ-конструкции использовали при строительстве 2-этажного дома.

В 1854-м г. инженер-строитель Франсуа Куанье также проводил эксперименты с железобетоном. Он первым решил связать стальную арматуру перекрытий с боковыми панелями. Однако в массовом производстве железобетон начал использовать человек, который вообще не имел отношения к строительству, – это Джозеф Монье. В 1846-ом г. его назначили садовником в саду неподалёку от Лувра. Для пересадки апельсиновых деревьев на зиму в теплицу ему нужны были прочные и надежные кадки. Монье решил сделать их из бетона, но у него ничего не получалось. Полученные кадки все время трескались, даже не застыв. В итоге он решил укрепить их металлическими стержнями.

Тогда цемент не отличался прочностью и разрушался при малейших перепадах температур. Но на удивление Монье, его изобретение за 3 года интенсивной эксплуатации так и не вышло из строя – ни одна кадка не растрескалась. После этого садовник начал изготавливать из бетона и другие элементы ландшафтного дизайна.

Через несколько лет на парижской выставке он получил патент за использование армированного бетона в искусственных водоёмах. После этого последовало еще несколько патентов, в том числе за открытие ЖБ- балок, шпал, мостовых конструкций и других изделий. Через несколько лет вчерашний садовник стал самым узнаваемым человеком во Франции. Под его руководством был построен мост в замке Шазелье и еще много других конструкций.

Спустя некоторое время Монье продал все патенты инженеру-строителю Густаву Вайсу. Он, в свою очередь, сместил арматуру в сторону, что позволило повысить прочность и износостойкость железобетонных панелей. Можно смело сказать, что изобретение армированного бетона стало одним из важнейших событий в истории строительства.

Как правильно добавлять жидкое стекло в цементный раствор

Жидкое стекло – вязкое соединение, получаемое при реакции кремнеземного сырья с гидроксидом натрия, калия или лития в автоклаве. Самая известная разновидность этого состава – канцелярский силикатный клей. Также популярно добавление жидкого стекла в цементный раствор или бетон для придания строительной смеси новых свойств.

В чем отличие?

Собираясь приготовить раствор с жидким стеклом, важно правильно подобрать состав добавки. В строительстве и дизайне используются только соединения на основе натрия или калия. Рассмотрим их особенности подробнее.

Главное отличие – состав. Вот формулы натриевого и калиевого соединений:

Na2O(SiO2)n;
K2O(SiO2)n.

Цена на калиевые составы выше, поэтому их в основном применяют при производстве и модификации лакокрасочных материалов. Натриевое жидкое стекло дешевле, обладает более выраженным вяжущим свойством, поэтому активно используется для добавления в бетон и цементные строительные растворы.

Каталог продукции CEMMIX

Liqui

Универсальное защитное пропиточное средство для бетонов и других строительных материалов.

Сфера применения

Дополнительная гидроизоляция – достигается за счет добавления раствора жидкого стекла прямо в бетон перед заливкой. Также гидроизоляция может быть выполнена путем нанесения жидкого стекла и/или слоя содержащего его цементного раствора на готовую поверхность. Таким способом проводится обработка ливневых стоков, колодцев, септиков, гидротехнических сооружений, других конструкций.
Повышение кислото- и огнестойкости – поверхности тщательно грунтуют цементным раствором, приготовленным на растворе жидкого стекла с водой. Также натриевый состав добавляют прямо в смесь для кладки кирпичей (актуально при создании каминов, печей).
Склеивание материалов – жидкое применяют в чистом виде при работе с картоном, стеклом, фарфором. Также композитные смеси используются для заполнения пустот и трещин в конструкциях.
Пропитка конструкций и материалов – нанесение водного раствора с жидким стеклом позволяет укрепить слабые бетонные и оштукатуренные поверхности (пол, стены). Состав наносит в 2-3 слоя для достижения наилучшего результата.
Антисептическая обработка – актуальна для деревянных конструкций. Их тщательно промазывают разбавленным водой жидким стеклом. Это защищает от воздействия сырости, развития грибковых очагов.

Важно! Любой вид жидкого стекла существенно ускоряет застывание строительного раствора. Рекомендуется замешивать небольшие партии, которые можно уложить в течение 30 минут после приготовления.

Особенности работы с жидким стеклом: пропорции, правила приготовления смеси

Как правильно добавлять жидкое стекло в раствор или бетонную смесь – вопрос, с которым необходимо разобраться перед началом строительно-отделочных работ. Начнем с пропорций, поскольку они напрямую зависят от поставленной задачи.

Для заполнения щелей и пустот в стенах и перегородках. Состав: жидкое стекло CEMMIX Liqui , цемент, песок в пропорциях 1:1:3. Приготовить замес цемента и песка, количество воды не более 25% (весовых) от количества жидкого стекла. Добавлять в данную смесь жидкое стекло при постоянном перемешивании.
Для грунтовки поверхности стяжки. 14 кг (7 кг) жидкого стекла CEMMIX Liqui + 14 кг (7 кг) цемента. Цемент смешать с водой, количество воды не более 25% (весовых) от количества жидкого стекла. Порциями добавлять в жидкое стекло при постоянном перемешивании.
Для гидроизоляции колодцев, септиков, ливневых, гидротехнических коммуникаций. Промазать жидким стеклом CEMMIX Liqui стены колодца, приготовить раствор (цемент, жидкое стекло, просеянный мелкий песок в пропорции 1:1:1 порядок приготовления согласно п.л.) и провести повторную замазку колодца.
Для наружных работ, огнезащитной обмазки, приготовления кислотостойких растворов. Состав: жидкое стекло CEMMIX Liqui, цемент, песок в пропорции 1,5:1,5:4. Приготовить замес цемента и песка, количество воды не более 25% (весовых) от количества жидкого стекла. Добавлять данную смесь в жидкое стекло при постоянном перемешивании.
Для промазки деревянных частей. Стены, потолки промазать жидким стеклом CEMMIX Liqui для создания защиты от сырости, плесени, грибка.
Гидроизоляционная обработка стен во влажных помещениях (ванные комнаты, с/у). Состав: 400 г жидкого стекла CEMMIXLiqui , 1 литр воды. Приготовленным раствором обработать весь периметр, используя для нанесения кисточку или валик.
Приготовление бетона с водоотталкивающими свойствами, огнеупорного кладочного раствора или смеси для финишной обработки поверхности – рекомендуется вводить до 3% жидкого стекла от массы замеса. При более высокой концентрации поверхность станет хрупкой после застывания.
Ремонтные и затирочные растворы – оптимально вводить до 25% жидкого стекла от общей массы смеси. Такой рецепт обеспечит максимальную адгезию с поверхностью.
Пропитка дерева, грунтовка бетона – жидкое стекло размешивают с водой в пропорции 1:1. Полученная смесь может быть непосредственно нанесена по рабочую поверхность или использована для разведения цемента, ЦПС до нужной консистенции.

Важно! Для мелкого ремонта, склеивания различных поверхностей состав необходимо использовать в чистом виде. Подробнее о рецептах с использованием силикатов вы сможете прочитать здесь.

Для гидроизоляции или финишного покрытия с применением полипропиленовой фибры CEMMIX можно использовать такой состав:

1 часть цемента ЦЕМ II 32,5N;
1 часть мелкого мытого песка;
1 часть жидкого стекла;
1 часть воды;
полипропиленовые волокна из расчета 900 г на 1 м 3 смеси.

Рекомендуется провести пробный замес малого объема, чтобы определить удобство работы со смесью. При необходимости можно сократить объем воды.

Второй по важности вопрос – как разводить жидкое стекло, чтобы получить однородный качественный раствор. Сам по себе силикатный состав обладает высокой вязкостью, поэтому для введения в цементный раствор или бетон, его необходимо предварительно растворить в воде. В противном случае силикат не разойдется.

Для приготовления раствора возьмите необходимый объем чистой питьевой воды (техническая не рекомендуется) и введите порцию жидкого стекла при постоянном помешивании. Доведите смесь до однородности перед соединением с цементом или ЦПС.

Как наносить жидкое стекло и составы на его основе?

При добавлении жидкого стекла в раствор важно работать быстро и точно, поскольку смесь начинает схватываться через считанные минуты (точное время зависит от концентрации силикатов). В остальном правила укладки бетона остаются классическими.

Наносить силикатную грунтовку необходимо только на сухую, чистую поверхность. Предварительно следует удалить старое лакокрасочное покрытие, рыхлые участки бетона.

Повторять процедуру можно лишь после высыхания предыдущего слоя. Для нанесения используйте валик, кисть или краскопульт (но не пескоструйный аппарат). Хотя жидкое стекло считается нетоксичным, при работе с ним следует использовать защитные очки, перчатки и респиратор, чтобы предотвратить попадание состава в организм.

Видео: Жидкое стекло на бетонный пол! Как правильно с ним работать?! Нюансы

Важно! Учитывайте, что на поверхности, обработанной жидким стеклом, плохо фиксируются другая грунтовка, краска, клеевые составы. Заранее продумайте варианты отделки.

Если речь идет о гидроизоляции фундамента или других ответственных поверхностей, можно нанести жидкое стекло в чистом виде или в смеси с водой. Для защиты гидроизоляции нанесите смесь из цемента, песка и жидкого стекла (1:1:1). Если работать с таким составом тяжело, предварительно разведите силикат с водой (1:1) и уже этот раствор используйте для ЦПС.

«Плюсы» и «минусы» использования жидкого стекла для бетона

К преимуществам жидкого стекла относятся такие свойства:

высокая адгезия к поверхностям;
повышенная текучесть готовой смеси;
формирование плотной водонепроницаемой пленки;
небольшой расход;
демократичная цена.

Недостатки силикатного средства:

не подходит для обработки кирпичных стен;
требует точного соблюдения пропорций, технологии приготовления раствора, высокой скорости нанесения;
сохранение свойств не гарантировано после 5 лет эксплуатации.

Заключение

Цементный раствор с жидким стеклом обладает повышенной прочностью, огнестойкостью и гидрофобностью. Готовая конструкция не восприимчива к развитию плесени и грибка. Жидкое стекло добавляют в раствор или используют в качестве обмазочной гидроизоляции. Добавка Liqui готова к применению и сопровождается подробной инструкцией к использованию. Поскольку натриевое жидкое стекло инертно, оно прекрасно сочетается с фиброволокном, пластификаторами и другими продуктами CEMMIX. При необходимости наш менеджер поможет выбрать комплекс добавок.

Приобрести оригинальную продукцию CEMMIX легко у одного из наших официальных дилеров, список которых можно посмотреть в разделе «Где купить?».

Можно ли использовать чистый цемент?

Раствор без песка из обычного (серого) портландцемента используют:

в экстренных ситуациях, как временную меру при восстановлении эстетичности бетонной стены или сложенной из кирпича;
для заделки раковин, щелей и пор;
обновления и улучшения старых конструкций;
для железнения бетона.

бетонные полы гаражей и хозяйственных построек;
забетонированные садовые дорожки;
парковочные площадки на частных территориях.

Состав без песка (цементное молочко) делает забетонированные поверхности невосприимчивыми к истиранию, повышает их прочность, обеспечивает гидрофобные свойства.

Белый портландцемент без песочного компонента применяется ландшафтными дизайнерами. Из него получают поверхностные покрытия идеальной белизны.

Как правильно развести раствор из цемента без песка?

Чтобы сделать такой раствор, необходимо цемент развести водой. Ее добавление должно быть порционным. Смесь следует перемешивать до тех пор, пока она не приобретет однородную консистенцию.

Главное правило использования данной технологии в том, что такой раствор необходимо очень быстро использовать для своих целей. Связанная эта спешка с тем, что цемент начнет быстро застывать и тогда ничего не получиться сделать.

Цемент по большей степени используют в качестве вещества, необходимого для связывания других строительных материалов. Поэтому в чистом виде он очень быстро рушиться и крошится после застывания.

Пропорции замешивания цемента без песка

Готовить состав надо в небольшом количестве, добавляя воду в порошок порционно. В готовом виде раствор должен иметь однородную консистенцию.

Компоненты	Количество частей
Портландцемент	1
Мелкий просеянный песок (Добавляют, когда нужно увеличить твердость и пластичность. Предотвращает растрескивание покрытия при высыхании)	1
Вода	До получения консистенции густой сметаны

Бетон

Железнение бетона выполняется сухим и мокрым способами.

Сухая обработка. Проводится через 6-7 дней после заливки. За это время бетон частично схватится. Из него уйдут излишки влаги.

Чистый цемент или смешанный с песком цементный порошок рассыпают по поверхности через сито, формируя 3-мм слой. При выполнении железнения в жаркую погоду летом перед рассыпанием цемента бетон поливают.
Через 30-60 минут смесь превращается в кашеобразную субстанцию.
Ее втирают в поверхность мастерком или кельмой до полного выравнивания и гладкости бетонного настила, уплотняют.
После полного высыхания, когда цемент наберет 70% прочности выполняют затирку шкуркой для устранения неровностей. В первые дни периода высыхания обработанную поверхность надо увлажнять. Это повысит качество железнения и продлит срок службы покрытия.
Примерный расход цемента — 5кг/м².

Мокрая обработка. Производится жидким составом через 2 недели после бетонирования. За это время бетон наберет прочностные характеристики, составляющие 50-70% от проектных показателей.

Тесто из портландцемента наносится мастерком или специальной кельмой. Во время созревания покрытие нужно увлажнять методом опрыскивания. Что защитит его от пересыхания, растрескивания, отслаивания.

Раствор для кладки

Применяется для нанесения защитного слоя, устранения трещин и выбоин на кирпичных фасадах. Он должен обладать высокой влагостойкостью. Обеспечивает это внесение в сухой цемент гранитной/кварцевой муки, порошка алюмината натрия, базальта. Если нужно усилить прочностные характеристики замешивается цементно-песчаная смесь в соотношении 1:1.

Раствор для оштукатуривания

Готовится из портландцемента марки М400 и выше. Применяется «мокрый» способ упрочнения. Им можно обрабатывать и вертикальные, и горизонтальные плоскости. Готовится из чистого портландцемента, смешанного с водой до консистенции густой сметаны.

Чтобы замесить раствор с хорошими адгезионными свойствами надо добавить жидкое стекло (не более 10% от массы упрочняющего раствора). Силикат нужно предварительно развести в воде. Добавлять его в неразведенном виде запрещено, так как характеристики готового покрытия не будут соответствовать заявленным. Последовательность операций:

Растворить силикат в воде.
В полученную жидкость при постоянном перемешивании добавить портландцемент.
Мешать строительным миксером до однородного состояния.

Железнение штукатурки закупоривает микротрещины и микропоры, защищая поверхность от проникновения влаги.

Можно ли использовать чистый цемент?

Вопрос. Здравствуйте! Не являюсь профессиональным строителем. Строительными и ремонтными работами пришлось заняться в целях экономии на наемной рабсиле. Поэтому постоянно сталкиваюсь с различными вопросами и учусь. Вот один из них: как можно использовать чистый цемент? Если можно, то опишите технологию. Спасибо!

Ответ. Добрый день! Чистый цемент можно и нужно использовать для упрочнения поверхности наружных бетонных конструкций Процесс упрочнения называется «железнение». Это старый народный способ, о котором мало кто знает.

После железнения на поверхности бетона образуется тонкая очень прочная «железная» корка, которая не позволяет влаге проникнуть в пористую структуру бетона. Соответственно исключается его разрушение в зимнее время, когда влага замерзает, увеличивается в объеме и в буквальном смысле слова «рвет» бетон.

Этот способ используют для защиты следующих конструкций:

Бетонная отмостка вокруг фундаментов зданий;
Бетонные площадки различного назначения;
Бетонная заливка вокруг столбиков, колонн и т.п.;
Поверхность фундамента заборов;
Поверхность садовых дорожек;
Поверхность бетонных стяжек пола.

Технология железнения чистым цементом

Данная операция производится сразу же после заливки и уплотнения бетона. Потребуются следующие инструменты и материалы:

Портландцемент.
Вода.
Разбрызгиватель. Пойдет бытовой разбрызгиватель для обработки домашних растений.
Шпатель или мастерок.

На влажную поверхность бетона насыпается слой сухого цемента толщиной 3-4 миллиметра и сразу же сбрызгивается водой из распылителя до полного смачивания. Площадь поверхности железнения отдельного участка определяется длиной руки. В общем случае это воображаемый круг диаметром около 1 метра.

Мастерком или шпателем, круговыми движениями вдоль поверхности мокрый цемент растирается по бетону до образования блестящей иссиня-зеленоватой субстанции. Окончив железнение одного участка, передвигаются на следующий прилегающий участок и так до окончания всей площади конструкции. Важно! Во избежание растрескивания бетона и железнения, в жаркое время бетон накрывают полиэтиленовой пленкой на 72 часа и несколько раз в день сбрызгивают ее водой.

Подводя черту, стоит заметить, что после появления продаже специальных упрочняющих составов для бетона, данная технология почти забыта и практически не применяется. В то же время, если стоит задача упрочнить бетон эффективно и относительно недорого – чистый цемент, является самым оптимальным вариантом.

Нужно ли подсыпать добавки

Упрочняющий слой, выполненный из чистого цемента, при эксплуатации начинает крошится и отслаиваться. Для предотвращения появления этого дефекта в раствор вводят микрофибру и компоненты, улучшающие технические характеристики покрытия после застывания.

Добавка к составу	Для чего нужна
Известковое молочко (максимум 10% от общей массы раствора).	Повышает пластичность.
Алюминат натрия (1% от массы сухого цемента).	Увеличивает влагостойкость. Отталкивает пыль.
Корунд, кварцевый или гранитный наполнитель (не более 1%).	Повышают твердость.
Жидкое стекло (10% от массы цементного раствора).	Усиливает адгезию, ускоряет схватывание, повышает текучесть, обеспечивает водонепроницаемость.

Добавляются строго по инструкции завода-изготовителя присадок.

Как развести цемент с песком и водой

Сегодня цемент — главный ингредиент строительных смесей. Его преимущества:

скорость высыхания;
крепость (на это укажет цвет материала — чем он темней, тем крепче);
устойчивость к огню;
устойчивость к воздействию воды.

Приготовление прочного раствора невозможно без использования песка. Для приготовления цементного раствора подойдет только чистый речной песок (отсутствует глина в составе, которая имеет свойство вымываться водой из приготовленной смеси). Больше всего глины в песке с карьеров.

Если возможности достать речной песок нет, можно взять карьерный, но только намывной. Предварительно продукт следует хорошо просеять, чтобы убрать камни и примеси. Если этого не сделать, смесь получится неоднородной и некачественной.

Необходимые инструменты

Чтобы сделать цементный раствор, необходимо приготовить:

цемент;
песок;
жидкость;
бетономешалку (если объём смеси будет очень маленьким, можно ограничится металлической ёмкостью);
лопату, шпатель, мастерок.

Если вы хотите приготовить прочный цемент, нужно придерживаться пропорций. Очень жидкая смесь будет хрупкой. Если масса будет неоднородной, то после её застывания возможно образование трещин, пустот.

Как выбрать цемент

Сегодня изготавливается цемент таких марок прочности:

низкомарочные — ниже М300 (используются для установки подушек под основание фундамента, половых стяжек);
средние — от М300 до М400 (самые популярные, предназначены для монтажа фундамента, несущих конструкций, перекрытий);
повышенной крепости — М500 (применяется редко, чаще всего для возведения гидросооружений);
высококрепкие — М600 (нужны для постройки сооружений, к которым выдвигают особые требования: метро, дамбы, плотины).

Перед работой важно выбрать цемент нужной марки прочности. Она влияет на качество застывшей смеси и обеспечивает долговечность постройки. Но не всегда разумно выбирать максимально прочный цемент.

Например: при изготовлении штукатурки это не решающий фактор (обычно используют М50, М100). Если производится кладка кирпича, желательно подобрать марку бетона, соответствующую марке прочности кирпича.

Как развести цемент с песком — пропорции

Если вы хотите приготовить цементный раствор, важно учитывать, для чего он будет использоваться. От этого зависит, в каких пропорциях необходимо смешивать ингредиенты.

Оштукатуривание поверхностей — 1 часть цемента и 3 части песка. Жидкости понадобится столько же сколько и цемента, но вливается она порциями, понемногу. Если нужно, чтобы смесь была более пластичной, можно добавить известь (0,5 части на 1 часть песка). Наносить такую смесь можно небольшим слоем.
Кирпичная кладка — 1:4. В смесь может добавляться гашеная известь (0,2-0,3 части на 1 часть цемента). Она позволит сделать смесь более пластичной. Жидкость добавляется после того, как остальные ингредиенты будут перемешаны.
Раствор для стяжки пола — 1:3. Воды лучше добавлять 1/2 от количества цемента.
Бетон — 1:2:4 (цемент, песок, щебень — его можно заменить на гравий). Объём жидкости — 1/2 части цемента. При изготовлении небольшого количества смеси, перемешивать массу можно лопаткой. Для больших объёмов понадобится бетономешалка.

Застывание

Время застывания цементного покрытия зависит от класса упрочняемого бетона, температуры и влажности.

Класс бетона по прочности	Температура, °С	Влажность, %	Время застывания, часов
В10	15-25	60-80	10
В15	15-25	60-80	7
В25	15-25	60-80	4

Наступать на укрепленную поверхность можно через сутки. Среднюю твердость она наберет спустя неделю, максимальную — через 28 дней.

Правильно выполненная обработка цементным молочком, с соблюдением технологических требований, продлевает срок службы забетонированных и оштукатуренных поверхностей, кирпичной кладки. Сохраняет их ровность и гладкость. Улучшает водоотталкивающие свойства.

Развести цемент без песка

Наконец, скажем о том, как и зачем разводить цемент без песка. Фактически это эффективный способ, позволяющий просто и быстрее обработать небольшие участки стен, полов, оград, задействовав при этом только определенное количество воды, чтобы развести цементный порошок. Сразу стоит отметить, что продукт, полученный при разведении, не будет крепким.

Выберите емкость, в которую будет наливаться жидкая составляющая. Жизнеспособность того продукта, который мы замешиваем без добавления песочного элемента, минимальна, а потому разводить цементный порошок нужно на один раз. Заливайте жидкость, постепенно размешивая порошок, чтобы довести его до однородного текучего состояния. Затем легко и, что самое главное, оперативно кладем цемент, который в течение нескольких минут застынет в хрупкую крошащуюся структуру.

Губит бетон не пиво. Губит бетон вода! Почему не надо добавлять воды. Водоцементное отношение

Задумал я написать статью о . Но чувствую разваливается структура, без объяснение причины не понять следствие. А взаимоотношения цемента с водой, причина многих радостей и бед бетона.

Губит бетон не пиво. Губит бетон вода! Почему не надо добавлять воды. Водоцементное отношение

Водоцементное отношение — соотношение в бетонной смеси (по весу) между количеством воды и количеством цемента.

Цемент - гидравлическое вяжущее, для того чтобы порошок из оксидов кремния, оксида кальция и остальной компании, превратился в камень, необходима вода.

После добавления воды в цемент, начинается настоящее волшебство. Наверняка многие слышали про реакцию гидратации цемента, хотя кроме гидратации происходит реакция гидролиза и множество всевозможных, интересных процессов на которых не буду подробно останавливаться.

Химическая сущность крепких уз цемента и воды. Химическая сущность крепких уз цемента и воды.

Однако, подзабытый рекламный слоган, "просто добавь воды" не работает. Воды надо добавлять определенное количество, от чего зависит качество и характеристики конечного продукта. Для полной реакции цемента достаточно воды всего лишь 25% от его веса.

Но даже в идеальных лабораторных условиях, с нормативным качеством наполнителя, при таком соотношении воды к цементу, сложно достичь консистенции удобной в использовании. Подвижность и удобоукладываемость такого бетона затруднит его применение во время укладки в форму и выравнивании поверхности.

Что уж говорить о построечных условиях, когда в песке и щебне множество включений пыли, глины, другого мусора. В результате воды требуется гораздо больше, чтобы смочить поверхность всех частиц. Добавление воды сверх расчетного количества приводит к ухудшению практически всех характеристик бетона.

Губит бетон не пиво. Губит бетон вода! Почему не надо добавлять воды. Водоцементное отношение

Вода не вступившая в реакцию с цементом, образует и заполняет маленькие полости - поры, и тонкие каналы - капилляры. В следствии чего заметно снижаются: морозостойкость, прочность, водонепроницаемость.

Конечно посещает мысль побольше бухнуть цемента и все проблемы решены. Не получится, есть предел соотношения цемента и воды при котором как бы не пытались повысить характеристики бетона, добавляя цемент, положительно эффекта не наступит. Напротив, чрезмерное содержание цемента способствуют сильной усадочной деформации изделия.

Губит бетон не пиво. Губит бетон вода! Почему не надо добавлять воды. Водоцементное отношение

Определенно полезно уменьшать количество воды в замесе. Существует два доступных способа сделать смесь удобной в работе без потери качества. Добавление пластификаторов и виброобработка, что лучше и стоит ли их сочетать вместе, рассмотрел в другой статье: Механика против химии. Добавки или вибратор, что лучше для бетона

Как сделать бетон, твердеющий в воде?

Иногда приходится сталкиваться с ситуациями, в которых необходимо проводить бетонные работы на мокром основании или будучи совсем в воде. Это могут быть работы, связанные с сооружением колодцев, строений на участках с высоким уровнем УГВ или опорами для мостиков на берегу водоемов и уверен, есть еще масса случаев, где такая потребность существует.

Для начала, вкратце я хотел бы коснуться, что такое бетон. Бетон - это искусственный строительный материал, твердеющий благодаря связующему веществу. В 99% случаев связующим веществом выступает цемент, а заполнителем - песок и щебень.

И, если вы уже пробовали, то знаете, что бетон на основе обычного портландцемента при попытках бетонирования в чересчур влажных условиях - не оправдывает возлагаемых на него ожиданий и раскисает в воде.

В нашем же случае, чтобы химическая реакция кристаллизации цемента могла естественным образом протекать в условиях воды - требуется специальный цемент. И этим чудо веществом - является глиноземистый цемент (для удобства буду использовать "ГЦ").

Описание процесса гидратации цемента и его особенности

Образование цементного камня (бетона) в результате взаимодействия воды и строительной смеси основа современного строительства. Этот процесс известен как гидратация цемента, он носит необратимый характер, и правильное его прохождение во времени определяет качество строительных работ.

Содержание

Гидратация бетона или цемента

Ингредиенты цементного порошка вступают в химическое взаимодействие с водой и начинается кристаллизация в получаемом монолите. Для полноценного прохождения гидратации бетона соотношение объема цемента и жидкости составляет 3:2 и должно быть точно соблюдено. Тщательный замес раствора позволяет создавать однородную структуру камня и управлять временем схватывания монолита.

Время от начала замеса до начала схватывания – это тот период, в течение которого раствор должен попасть в форму или опалубку. Согласно строительных регламентов он равен 45 минутам, однако модифицирующими присадками и постоянным перемешиванием в миксере может быть растянут.

Обратите внимание! После заполнения раствором форм или опалубки процесс связывания компонентов (схватывание) происходит в течении 3-х часов и тоже может быть изменено добавками, технологией и внешней средой. Процесс набора заявленной прочности бетона достигает 28 дней, но твердение цемента не прекращается и длится годами.

Особенности реакции, как влияют компоненты

Основой цемента любой марки составляют 4 минеральных соединения в разных пропорциях входящие в строительную смесь:

C3S трёхкальциевый силикат;
C3A трёхкальциевый алюминат;
C2S двухкальциевый силикат;
C4AF четырёхкальциевый алюмоферрит.

Любой из них вступая в контакт с водой по-своему влияет на химический процесс в отдельных временных отрезках нелинейного графика превращения раствора в каменный монолит.

Трехкальциевый силикат C3S активно участвует в процессе кристаллизации раствора в монолит на всем его протяжении. Эта химическая реакция носит изотермический характер, и соединение C3S с водой обеспечивает выделение тепла при замесе, затем снижение нагрева при перемешивании. В период схватывания энергия выделяется интенсивно и в дальнейшем, на этапе нормального твердения, 28 суток постепенно снижается.

Трехкальциевый алюминат C3A отвечает за процесс схватывания раствора. Именно его взаимодействие с водой приводит к выделению тепла при схватывании в первое время после заливки. По мере набора прочности активность минерала слабеет, и он прекращает работу.

Двухкальциевый силикат C2S включается в работу при выходе процесса нормального твердения на финиш (90% набора прочности бетона), то есть примерно через месяц соединения цементной смеси с водой. Его действие продолжает укреплять изделия из бетона после достижения заявленной прочности. Введение пластификаторов в смесь может сократить месячный промежуток времени и заставить работать этот компонент раньше без потери качества.

Четырехкальциевый алюмоферрит C4AF работает как катализатор на финишном отрезке твердения бетона. Взаимодействуя с водой, двухкальциевым силикатом C2S, а также модифицирующими добавками он существенно улучшает характеристики бетона.

Гидратация цемента — это длительный процесс взаимодействия его с водой, каждый ингредиент в нем играет основную роль на своем отрезке времени.

Основные стадии затвердевания

В создании монолитного бетонного сооружения или товарной железобетонной продукции принято выделять два существенных этапа: схватывание цементного раствора и твердение бетонного массива. Последовательное успешное выполнение этапов позволяет получить запланированные характеристики сооружений.

Схватывание цемента

Первый этап длится не более суток. На скорость схватывания влияют соотношение основных ингредиентов цемента, модифицирующих присадок и температуры окружающей среды.

В зависимости от состава цементные смеси различаются:

Быстрые, начало схватывания от 45 минут после замеса;
Медленные, по истечении 2 часов соединения с водой;
Средние, время схватывания между 45 и 120 минутами.

Температура окружающей среды для схватывания после выбора смеси играет определяющую роль. Зависимость от нее прямая: чем она выше, тем быстрее схватывается раствор цемента.

При комнатной температуре плюс 20° бетон схватится максимально через 3 часа (сам этап схватывания длится час).

Если заливка производится при 0° и ниже, процесс схватывания может затянутся до 20 часов. Это происходит из-за задержки начала этапа до 10 часов от заполнения форм.

При выпуске товарных бетонных изделий в камерах с насыщенным паром и высокой температурой (пропариванием) на заводах ЖБИ время схватывания сокращают до 20 минут.

Цементный раствор, который прошел этап схватывания, еще не продукт с нужными параметрами. Он еще не стал бетоном и может разрушаться при небольших нагрузках, терять образовавшиеся слабые связи, которые уже не восстановить. До завершения второго этапа нельзя производить механических работ и ухудшать температурный режим.

Процесс твердения цемента

Второй этап получения прочного бетона запускается примерно через сутки после начала гидратации. В первую неделю после схватывания цементный раствор приобретает до 70% заявленных характеристик. Затем твердение замедляется и на 90-95% прочности бетон выходит по истечении 28 дней. Остальные 5% прочностных характеристик цементный камень может добирать несколько лет.

Четырехнедельный срок твердения бетона определен производителями различных марок цементных смесей для гарантированного получения качественного монолита.

Во время застывания нельзя подвергать массив механическим воздействиям, чтобы не нарушать связи заполнителя с кристаллизирующимися частицами цемента. При необходимости, до 20-го дня процесса, можно увлажнять бетон, защищать от солнечного света (ультрафиолета) и обеспечить температуру выше 0° (желательно).

Как можно повлиять на процессы

На этапе схватывания гидратации бетона это еще подвижный материал и, пока он перемешивается, процесс твердения не начинается. На этом свойстве основана доставка раствора к месту строительства в автомобилях с работающими бетономешалками (миксерами). Но время задержки схватывания при помощи перемешивания раствора ограничено, особенно в жару. Бетон может свариться и не набрать прочность.

Залитый в форму или опалубку раствор должен правильно, согласно технологии затвердеть, а не высохнуть или замерзнуть. В противном случае он деформируется, трескается, образуются пустоты и увеличивается усадка.

Важно! После тщательного изучения инструкции до начала работы как можно точнее определить и подготовить объем цементной смеси и воды. Недостаток жидкости приведет к тому, что часть цемента не будет участвовать в гидратации, а при избытке воды неизбежно возникнут капилляры внутри массива. Бетон не будет монолитным и быстро разрушится при отрицательной температуре.

Для специальных условий обычный цемент не подходит, для них разработаны различные добавки, позволяющие получать качественные бетоны, работающие в агрессивных средах и критических температурах. При выборе или составлении формулы смеси необходимо это учитывать. Описание влияния присадок даны в регламентах на смеси.

Оснащение современных бетонных заводов дозирующим и смесительным оборудованием, а также совершенствование технологии укладки бетона позволяет получать качественные сооружения и изделия из цемента.

Читайте также: