Характеристики и способы изготовления водонепроницаемого (гидрофобного) цемента

Водостойкий цемент — материал, необходимый для обустройства подвергающихся воздействию воды объектов. Это сырье не портится от влияния жидкости и повышенной влажности воздуха, поэтому является весьма востребованным при постройке бассейнов, фундаментов, погребов. Применение бетона снижает денежные расходы в будущем, ведь срок службы конструкций серьезно возрастает.

Содержание:

• Потребность во влагостойком цементе
• Типы материалов
• Расширяющийся цемент
• Безусадочный цемент
• Быстротвердеющий цемент
• Гидрофобные добавки
• Состав и производство материала
• Область применения цемента
• Водостойкий цемент своими руками
• Виды добавок
• Вибрирование
• Уход за бетонными конструкциями

Потребность во влагостойком цементе

Любой цемент по мере застывания остается пористым, ведь в его толще сохраняются мелкие воздушные пузырьки. Последние становятся мини-резервуарами для влаги, которая просачивается из грунта, появляется во время таяния снега и выпадения осадков. В результате вода скапливается внутри материала, отрицательно влияет на его свойства и может спровоцировать разрушение конструкций. Наибольшее количество воздушных пор появляется при нарушении водоцементного соотношения во время разведения раствора, при плохом уплотнении слоя, высоких механических нагрузках.

Влагостойкий цемент представляет собой особый вид материала, в котором практически нет пустот — пор, капилляров, пропускающих воду. Благодаря исключению воздушных полостей или их заполнению иными веществами такой цемент получается очень плотным. Если сделать готовую конструкцию монолитной, без стыков и швов, она получится полностью водонепроницаемой.

Гидрофобный цемент широко применяется при обустройстве сооружений, на которые воздействует вода или высокая влажность, при этом потребность в дополнительных гидроизоляционных мероприятиях значительно сокращается.

Типы материалов

Существует несколько типов влагостойкого цемента, которые различаются составом, структурой, техническими характеристиками. Все они считаются гидрофобными, но по-разному используются в работе.

Расширяющийся цемент

Материал расширяющегося типа включает около 70% глиноземистого цемента, 20% полуводного гипса и около 10% добавки — гидроалюмината кальция, благодаря которой он увеличивает свой объем. В ходе химической реакции полимеризации элементы возрастают в объеме и привязывают к себе молекулы цемента.

Расширяющийся цемент незаменим при производстве конструкций из железобетона, ведь он не имеет пустот и трещин. С его помощью можно восстанавливать старые постройки, проводить ремонт, он идеален для бассейнов, дамб, плотин. Поверхностное застывание цемента начинается сразу же и завершается уже через 10 минут, причем чем больше влажность, чем сильнее он расширяется. Через трое суток материал будет по прочности соответствовать марке М300, а через месяц — М500.

Безусадочный цемент

Этот материал также применяется для возведения объектов, которые постоянно или периодически взаимодействуют с водой. Водонепроницаемый цемент с безусадочными свойствами включает до 85% глиноземистого портландцемента, 5% асбеста, по 5% полуводного гипса и алюмината кальция. Также в состав могут входить боксит, азотнокислый кальций, ферросилиций и известняк.

Глиноземистый цемент в высокой концентрации отвечает за быстрое отверждение раствора — уже через 1 час он обретает до 75% своей прочности. Масса должна застывать при повышенной влажности (около 70%), в результате чего происходит кристаллизация добавок и значительное уплотнение цементного камня. Также благодаря присутствию некоторых веществ материал обретает антикоррозионные свойства, которые не позволяют железобетонным конструкциям ржаветь. Целесообразно применять безусадочный цемент только при условии высокой влажности, так как в сухих помещениях он будет давать усадку.

Быстротвердеющий цемент

Подобные растворы застывают раньше других и обретают полную прочность уже через 3 суток после заливки. В них добавляют трехкальциевый силикат в большом объеме (до 50%), который и обеспечивает нужные технические свойства. Цемент хорошо подходит для создания сверхпрочных бетонов, для ускорения выполнения кладки, производства железобетонных плит и тротуарной плитки.

Минусы у быстротвердеющего цемента тоже имеются. Этот материал довольно дорогой, и работать с ним можно только при наличии опыта. Если не произвести заливку быстро, смесь отвердеет и будет испорчена. Экологичность состава находится не на высоком уровне, и трудиться с ним можно только снаружи помещений.

Гидрофобные добавки

Для увеличения прочности бетона применяют всевозможные добавки. Их можно разделить на три большие группы:

1. Пластифицирующие. При добавлении в бетон формируют пленку, которая обволакивает частицы цемента, делая их скользкими и повышая подвижность бетонного раствора. Некоторые виды пластификаторов действуют иным образом — создают вокруг частичек цемента электрический заряд, чем увеличивают подвижность бетона. Другие добавки сочетают в себе оба свойства (например, поликарбоксиликат). В результате материал обретает водонепроницаемость, прочность, морозостойкость, у него отсутствует склонность к растрескиванию.
2. Кольматирующие. Способствуют уплотнению раствора после его высыхания. В ходе реагирования с цементом и водой создают нерастворимые соединения, заполняющие микропоры в бетоне. Чаще всего в роли кольматирующей добавки выступает микрокремнезем или вещества проникающего действия. Последние можно не вводить в раствор, а покрывать ими уже залитый слой, при этом они закупоривают поры.
3. Полимерные. Предназначены для придания составу подвижности, эластичности. Помогают сделать бетон непроницаемым для влаги и стойким к появлению трещин.

Состав и производство материала

Для создания гидрофобного раствора используется только цемент самого тонкого помола. Добавки подбираются производителем согласно заданным требованиям, которым должен соответствовать готовый состав. Обычно используется портландцемент марки М500 (или материал не ниже марки М400), в котором размешиваются остальные вещества.

В качестве наполнителей применяют песок, щебень (гравий). Соотношение этих компонентов с цементом чаще всего составляет 1:3:6, а для получения высокопрочных бетонов — 1:2:2. Также в раствор вводят пластификаторы или кольматирующие добавки.

Область применения цемента

Материал используют в условиях повышенной влажности или контакта с водой, если есть риск разрушения конструкций. Он хорошо подходит при невозможности осуществления гидроизоляционных мероприятий. Обычно из водостойкого цемента делают фундаменты на влажных почвах, строят конструкции при низком залегании грунтовых вод, сооружают подвалы, погреба, колодцы, резервуары. Прочие сферы его применения:

• конструкции на большой глубине;
• изолирующие оболочки в железобетонных сооружениях;
• устройства фильтрации воды;
• туннели (подводные и подземные);
• цоколи;
• стволы шахт;
• бетонные объекты, требующие восстановления;
• водонепроницаемые швы;
• чаши бассейнов;
• гаражи;
• септики;
• водопроводы и декоративные пруды.

Водостойкий цемент своими руками

Перед началом работы нужно приобрести все составляющие и строго отмерить пропорции компонентов. Примером состава является такой:

• цемент — 125 кг;
• песок — 30 кг;
• щебень — 55 кг;
• добавка «Дегидрол» — 200 мл;
• вода — 10 л.

Разводят водой добавку, отдельно соединяют все сухие ингредиенты. После замешивают состав с жидкостью, доводят до однородной консистенции. При изготовлении раствора в бетономешалке вначале заливают жидкие составляющие, потом всыпают сухие и перемешивают раствор в течение 5 минут. Консистенцию состава регулируют в зависимости от потребности, но в любом случае объем воды не должен превышать 40% от общей массы.

Важно, чтобы в песке не было примесей глины, иначе прочностные свойства бетона снизятся. Идеально подходящая для раствора фракция песка равна 0,25-1 мм. Что касается щебня, то он должен быть разного размера, причем мелкозернистый камень обязан составляет не менее 20% от количества крупнозернистого.

Виды добавок

Все вводимые в состав цемента добавки увеличивают его прочность, повышают срок службы, уменьшают число каналов, через которые водяные пары способны проникать в структуру готового бетонного камня. Самыми популярными добавками, которые придают бетону влагостойкие свойства, являются:

• «Працтин»;
• «Дегидрол»;
• «Церезин Нормал»;
• «Трицосал Н»;
• «Бетфикс».

Указанные вещества вводят в количестве 0,1-3% от общего объема раствора. Они представляют собой ПАВы с пластифицирующими свойствами и способствуют серьезному улучшению эксплуатационных свойств цемента. Если слой бетона уже затвердел, используют поверхностное нанесение неорганических солей металлов. В качестве гидрофобизирующих добавок в раствор вводят силикон и щелочные соли.

Вибрирование

Процедура позволяет удалить лишний воздух, который все-таки проник в состав бетона при заливке. С помощью вибрирования можно значительно уплотнить слой раствора. Его проводят с применением спецтехники — глубинных маятниковых, планетарных, электромеханических вибраторов.

Уход за бетонными конструкциями

После выполнения заливочных мероприятий в течение 72 часов сбрызгивают слой бетона водой (каждые несколько часов). Чтобы влага слишком быстро не испарилась, сверху покрывают конструкцию плотным целлофаном. Сохранение влажности снизит риск усадки от чересчур скорого высыхания и предотвратит растрескивание, разрушение и деформирование бетона.

Водостойкий цемент позволяет возводить действительно прочные и долговечные конструкции, причем использовать его можно своими руками, без привлечения специалистов. Данный материал оптимизирует труд строителей, широко применяется на разных этапах работ и экономит затраты на ремонт и создание новых строений.