Твердение всех гидравлических вяжущих веществ в воздушной среде сопровождается уменьшением объема ного камня (усадкой). Усадочные деформации могут привести к образованию трещин в бетонах, что нарушает монолитность конструкций и снижает их долго вечность. Для расширяющихся и безусадочных ов характерно равномерное приращение объема ного камня в начальный период твердения, что компенсирует усадочные явления. Линейное расширение у расширяющихся ов обычно составляет 0,3...1 %, у безусадочных — 0,01...0,1 %.
Многочисленные виды расширяющихся ов представляют собой смешанные ы, состоящие из основного вяжущего вещества (глиноземистый или портланд) и компонентов, обеспечивающих увеличение объема ного камня в начальный период твердения (в большинстве случаев гипс, высокоосновные гидроалюминаты кальция, глиноземистые шлаки).
В процессе твердения ов образуется трехсульфатный гидросульфоалюминат кальция 3СаОхАl2О3х3CaSO4х(31...32)H2О и возникает связанный с этим эффект расширения.
Наибольшее применение нашли следующие расширяющиеся ы: на основе глиноземистого а — водонепроницаемый расширяющийся (ВРЦ), водонепроницаемый безусадочный (ВВЦ), гипсоглиноземистый; на основе портланда— расширяющийся портланд (РПЦ), а на основе портланда и глиноземистого а— напрягающий (НЦ).
^ Водонепроницаемый расширяющийся (ВРЦ) получают смешиванием или совместным помолом глиноземистого а (70%), полуводного гипса (20%) и молотого специально изготовленного высокоосновного гидроалюмината кальция 4СаО·А12О3х13Н2О (10%).
^ Водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) состоит из тех же компонентов, что и ВРЦ, но взятых в других соотношениях. Эти ы быстро схватываются (начало схватывания — несколько минут, конец — не позднее 5...10 мин) и быстро твердеют, достигая к 3 суток 60...80 %-ной марочной прочности. Они образуют ный камень высокой водонепроницаемости (выдерживает давление воды до 0,7 МПа), за что и получили второе название водонепроницаемых ов. Водонепроницаемые расширяющиеся и безусадочные ы применяют для заделки и гидроизоляции швов тюбингов, раструбных труб, стыков и трещин в бетонных и железобетонных конструкциях, подливок под машины и фундаментных болтов и т. п. Нельзя применять эти ы в конструкциях, эксплуатируемых в среде с недостаточной влажностью или при температуре более 80 °С.
Расширяющийся портланд (РПЦ) получают из следующих компонентов (в % по массе): портландного а — 58...63, высокоглиноземистого доменного шлака — 5...7, двуводного гипса — 7...10 и активной минеральной добавки — 20...25, которые совместно размалывают в тонкий порошок—. РПЦ характеризуется более быстрым нарастанием прочности, чем портланд, особенно при кратковременном пропаривании изделий, высокой плотностью и водонепроницаемостью ного камня до 1,2 МПа и более. Применяют РПЦ там же, где и другие расширяющиеся ы, а также в производстве сборных железобетонных изделий, что позволяет сократить время тепловой обработки до;4...6 ч.
69. Напрягающий (НЦ)
изготовляют на основе ов портланда (65...70%) и глиноземистого а (16...20%) с добавлением двуводного гипса (14...16%) путем совместного помола до удельной поверхности не менее 3500 см2/г.
Напрягающий быстро схватывается (через 2...7 мин) и быстро твердеет, приобретая через сутки нормального твердения прочность до 20 МПа. Характерной особенностью этого а являются не только значительная величина, но и большая энергия расширения, обеспечивающие самонапряжение камня до 3...4 МПа. Это свойство НЦ позволяет использовать его для изготовления так называемых самонапряженных железобетонных конструкций, в которых натяжение арматуры возникает при расширении твердеющего а. При этом арматура может получить двух- и трехосное напряжение, чего трудно добиться обычными приемами натяжения арматуры
Напрягающий рекомендуется применять для изготовления напорных труб и других тонкостенных железобетонных изделий и конструкций с напряженной арматурой.
5.4.8. Шлакощелочные вяжущие
Шлакощелочные вяжущие являются специальными и имеют около 30 разновидностей.
Сырье. Шлакощелочные вяжущие являются двухкомпонентными – состоят из твердого алюмосиликатного компонента и щелочного компонента (в виде раствора). В качестве алюмосиликатных компонентов используют как основные так и кислые гранулированных шлаков, которые размалывают до удельной поверхности 2500…3500 см2/г. Щелочной компонент может быть 3 видов: 1) едкие щелочи (NaOH, KOH) или побочные техногенные продукты их содержащие; 2) соли слабых кислот и сильных оснований (например, сода (Na2CO3), Na2SO3 и т.п.); 3) силикатные соли сильных оснований (обычно NaO ·n SiO2, реже К2O ·n SiO).
Свойства. К положительным свойствам относится высокая прочность, морозостойкость, коррозионная стойкость. Некоторые составы обладают повышенной жаростойкостью.
^ Сроки схватывания ШЩВ согласно стандарту должны быть: начало не ранее – 45 мин, конец – не позднее 10 часов. Регулируются изменением концентрации щелочного компонента или введением добавок.
^ Прочность ШЩВ существенно может изменяться при изменении химического состава алюмосиликатного компонента (чаще шлака), вида и концентрации щелочного компонента. Марка ШЩВ в возрасте 28 суток может составлять от М 400 (40 МПа) до М 1200 (120 МПа).
Морозостойкость ШЩВ составляет 50…1000 циклов и более.
^ Коррозионная стойкость ШЩВ зависит от вида алюмосиликатного и щелочного компонента. ШЩВ на силикатных компонентах стойки практически во всех агрессивных средах.
Недостатками ШЩВ являются повышенная деформативность (ползучесть), что сдерживает их применение в железобетонных конструкциях, а также повышенная склонность к высолообразованию (особенно при неправильной дозировке щелочного компонента). Кроме того, технология производства изделий на их основе требует точной дозировки и постоянного контроля химического состава всех компонентов.
Применяют ШЩВ в основном для подземных сооружений: фундаменты, подземные коммуникации, коллекторы и т.п.
