Какой выбрать брус

Нестроганый брус естественной влажности

Нестроганый брус естественной влажности сравнительно недорог (7–7,5 тыс. руб. за 1 м3, то есть чуть дешевле обрезной доски) и поэтому наиболее популярен. При строительстве стен обычно используют изделия сечением 150 х 150, 150 х 100 и 100 х 100 мм; брус со стороной 200 мм поставляется по заказу и обходится на 30–40 % дороже обычного.

На первый взгляд, брус кажется очень практичным стеновым материалом, ведь он позволяет быстро «вырастить» стены, обладает хорошими теплоизолирующими характеристиками, легко пилится и сверлится. А кроме того, можно сэкономить на отделке, острогав наружную и внутреннюю стороны, а затем покрасив их или покрыв лессирующим составом.

Уплотнение стыков и устройство проёмов неопытному строителю представляется самым простым делом: достаточно разложить на венце слой пакли — и можно укладывать следующий, а проёмы укрепить неразрезными брусьями, а затем просто смонтировать оконные и дверные коробки. Увы, в этих выкладках не учтено множество нюансов, делающих брус естественной влажности чрезвы- чайно сложным в работе, а порой и коварным материалом.

Один из трендов в деревянном домостроении — устройство балконов и веранд под фронтонным свесом. Фото: IZBA De Luxe

Даже если сборка сруба осуществляется по всем правилам (с креплением деревянными нагелями и устройством обсадных коробок для проёмов), брус может готовить вам немало сюрпризов. Высыхая в зафиксированном состоянии, он почти не коробится, но неизбежно трескается, причём глубина трещин порой превышает 1/2 толщины изделия.

Пакля, проложенная в швах при сборке, не обеспечивает надёжной защиты от продувания: равномерному уплотнению мешают неровности на поверхности бруса (найти идеальный пиломатериал сегодня сложно). А значит, не обойтись без трудоёмких и дорогостоящих конопатных работ, для проведения которых, кстати, необходимо заранее (до сборки) снять фаски с граней бруса. В любом случае начать отделку получится лишь спустя год после возведения сруба, когда последний даст основную усадку.

На практике же дома из бруса естественной влажности чаще всего приходится утеплять минераловатными плитами с устройством пароизоляционного барьера или листами пенополистирола, что сводит на нет преимущества дерева как дышащего материала и влечёт за собой дополнительные расходы не только на утепление, но и на отделку вагонкой или сайдингом.

Профилированный строганый брус естественной влажности — сравнительно новый продукт на нашем рынке. Материал стоит от 9 тыс. руб. за 1 м 3 , стены из него не требуют отделки, а герметичность швов обеспечивается благодаря наличию продольного замка, обычно выполненного в форме двойного пазогребня. Теоретически достаточно проложить между венцами льноджутовую ленту, а проводить конопатные работы не требуется. Материал изготавливается по заказу, максимальное его сечение у большинства фирм составляет 200 × 200 мм.

Виды бруса

По характеру обработки брус, как пиломатериал, подразделяется на три вида:

1. Обрезной брус. Он получается в результате распиловки бревна с четырёх сторон до получения квадратного, прямоугольного, полукруглого, либо D- образного сечения. Обрезной брус может обрабатываться до гладкой поверхности, но чаще всего оставляется необработанным.

a) экономичный вариант даже при наружном утеплении и дополнительной отделке фасадов;

b) экологически чистый материал;

c) применяется для разных конструкций здания;

d) простота изготовления и возведения дома из такого бруса значительно сокращает сроки строительства.

a) необработанный брус требует чистовой как наружной, так и внутренней отделки стен;

b) без обработки антисептиками и антипиренами, простой обрезной брус подвержен гниению и пожароопасен;

c) возможно коробление и образование трещин;

d) необходима прокладка межвенцового утеплителя с дальнейшей конопаткой;

e) чистовую отделку можно делать только после усадки дома (6 – 9 месяцев).

2. Профилированный брус. Изготавливается из цельного бревна, также как и простой брус. От последнего он отличается наличием профильной обработки двух сторон для пазо-гребенного соединения брусьев друг с другом в стене по вертикали. Две другие стороны ровные. Они составляют при монтаже поверхность стен. Форма профиля может быть как с несколькими зубцами, так и с двумя по краям бруса и выемкой посередине. В случае двух зубцов необходимо в серединную часть укладывать утеплитель.

a) соединение «паз-шип» брусьев между собой практически исключает продуваемость швов;

b) чаще всего профилированный брус обработан антипиренами и антисептиками в заводских условиях, что повышает стойкость его к биокоррозии и увеличивает пожаробезопасность;

c) эстетическая привлекательность гладкой боковой поверхности позволяет обойтись без отделки стен другими материалами.

a) более дорогой по сравнению с простым обрезным брусом;

b) при естественной влажности подвержен появлению трещин;

c) без обработки защитными составами уступает по долговечности бревну ручной рубки;

d) теплопроводность стены из профилированного бруса больше по сравнению со стеной из простого обрезного бруса такой же толщины с утепленной наружной обшивкой.

3. Клеёный брус. Его изготавливают из хорошо просушенной древесины, в которой на станках удаляются все дефектные участки. Далее она нарезается на доски – ламели. Их склеивают между собой и помещают под пресс. Заключительным этапом изготовления клеёного бруса является профилирование.

a) многослойная структура его устраняет некоторые природные недостатки цельной древесины (различие в показателях прочности вдоль и поперёк волокон) и сохраняет её преимущества (малый объёмный вес, тепло-, звуко-, электроизоляционные свойства, гвоздимость и т. д.);

b) несущая способность выше по сравнению с цельным брусом;

c) возможность применения в наружных слоях более дорогой древесины, что по сравнению с цельным брусом из неё значительно сокращает расходы;

d) усадка (1-2%) позволяет выполнять чистовую отделку брусового дома практически сразу после его возведения;

e) сохраняет все вышеперечисленные достоинства профилированного цельного бруса.

a) наиболее высокая цена среди всех видов бруса;

b) некоторые эксперты считают, что брус из цельного дерева все же экологичнее клеёной древесины.

a) более дорогой по сравнению с простым обрезным брусом;

Сложность возведения брусовых домов

Относительно легкий вес бруса позволяет строить дома из него на недорогом фундаменте. Только на слабых грунтах приходится использовать монолитную плиту. В остальных случаях подойдет ленточный или свайный фундамент. Дальнейшая технология строительства зависит от выбранного материала.

Сложнее всего работать с обычным брусом естественной влажности. Он редко бывает ровным и часто имеет дефекты. Стены из такого материала получаются неровными, с большими зазорами между венцами. Несущие стены и углы необходимо укреплять. Межвенцовые зазоры обязательно нужно утеплять, иначе все тепло из дома будет быстро выветриваться. По окончании строительства здание дает усушку на протяжении 2–3 лет. Сырые брусья в процессе высыхания подвержены короблению и растрескиванию.

Дома из профилированного бруса строить проще – благодаря правильной геометрии и наличию профилей-замков. Усадка таких строений происходит быстрее – в течение года. Стены не требуют значительной отделки. При использовании сухого материала вероятность деформаций – минимальна.

Но самый технологичный и удобный в работе – клееный брус. Из него получаются прочные и идеально ровные стены без изъянов, т.к. все места с поврежденной древесиной удаляются в процессе производства материала. Никакой деформации, трещин и длительной усадки, быстрая сборка на участке, минимум отделки, непревзойденная эстетика и возможность сразу же въезжать в построенный дом – неоспоримые преимущества клееного бруса.

Периодическая обработка защитными пропитками нужна всем типам бруса. Но самый сложный в эксплуатации – непрофилированный брус естественной влажности. Его основные проблемы:

Преимущества бруса строганного типа

Такой вид материала имеет поверхность, которая имеет идеальную гладкость. Соответственно, не нужно применять дополнительную отделку, что существенно облегчает процесс строительства.

Строганный брус не нуждается в дополнительной отделке

Как выбрать брус строганного типа? Нужно обратить внимание на то, чтобы бревно было качественно обработано с четырех сторон. Оно должно быть гладким, не иметь никаких изъянов.

Мастера изначально выбирают качественную древесину, которую затем обрабатывают. Далее следует этап специального высушивания, когда древесина помещается в специальную камеру.

Изготовление строганного бруса

Вы сможете выбрать материал, имеющий форму квадрата или прямоугольника. Отличается длина материала, которая может колебаться. Такие возможности позволяют возвести любую конструкцию, соответствующую выбранному проекту.

Формы строганного бруса

Главными плюсами бруса строганного типа считаются:

1.Доступная стоимость, приемлемая для любого покупателя.

2.Материал прекрасно сохраняет форму. Он не подвергается деформации и усадке, не появляются трещины и дефекты.

Строганный брус не дает усадку

3.Отличается великолепной способностью сохранять тепло.

4.Демонстрирует прекрасный водоотталкивающий эффект, потому что в составе древесины имеется смола.

Брус обладает водоотталкивающим эффектом

5.Замечательно реагирует на изменение температуры.

6.Не поддается процессу гниения, устойчив к воздействию палящего солнца.

Деревянный брус устойчив к воздействию солнца

7.Экологически чистый материал, который подходит для людей, страдающих аллергией.

8.Обладает замечательной прочностью, поэтому постройки смогут простоять много десятков лет.

Дом из деревянного бруса отличается своей долговечностью

При выборе строительного материала нужно обращать внимание на качество бруса. Он должен быть хорошо обработан, а затем правильно просушен. Для данного этапа применяется специальная технология.


Такой вид материала имеет поверхность, которая имеет идеальную гладкость. Соответственно, не нужно применять дополнительную отделку, что существенно облегчает процесс строительства.

Необычный брус

К одним из недавно появившихся на рынке видов относится D-образный вид. Строить дом из D-образного вида точно так же, как из профилированного. Его отличие в округлой лицевой стороне. Бывает материал с двумя округлыми сторона — лицевой и внутренней. Внешне дом напоминает бревенчатый, а по тепловым характеристикам такой же как из клееного. Отделку стен и фасада выполнять не нужно. Новый вид материалов — теплый брус.

Строительства дома из него называется Максхаус. Внутри брус наполняется слоем утеплителя из целлюлозы или пеноулиретана. Теплосберегающие свойства материала выше, но экологичность падает в разы. Главное достоинства — низкая цена. Внешняя и внутренняя сторона теплого вида может быть из дорогостоящей древесины, например лиственницы или осины. А цена ниже в 3-4 раза, чем на полноценный вид.


Разновидности сечения бруса

Из какого бруса лучше строить дома?

Содержание:

Читайте также:  Что такое ракушняк

Лесстрой запускает серию статей по сравнению основных материалов для строительства дома. Эта серия будет полезна при первом рассмотрении вариантов для выбора. Первая статья посвящена брусу.

Это простой обрезной брус с обработанными гранями с целью сделать их гладкими во избежание дальнейшей отделки. Обычно после острожки брус обрабатывают антисептическими составами и антипиренами для предохранения от поражения вирусами, грибами и насекомыми и для повышения огнестойкости. Размеры строганого бруса соответствуют размерам простого обрезного.

Профилированный клееный брус

Он является самым оптимальным вариантом, если требуется совершить возведение жилого дома, поскольку его теплоизоляционные показатели находятся на крайне высоком уровне. Технология изготовления материала этой разновидности существенно отличается от двух ранее рассмотренных. Распил бревен производится на доски, что после этого подвергаются сушке в специальных камерах, обработке антисептическими составами и антипиренами, а затем под давлением осуществляется их склеивание между собой с использованием клея на основе ПВА.

На выходе получается монолитная балка, состоящая из досок различной толщины, которые укладываются таким образом, чтобы направление волокон в каждой следующей по счету изменялось в противоположную сторону относительно предыдущей. Именно ввиду этой особенности материал не отсыревает и не рассыхается, а также не поддается деформации спустя некоторый период времени. Клееный брус располагает увеличенной на 50-70% твердостью, что находится у него на одном уровне с кирпичом.

В зависимости от необходимой конечной толщины балки обычно в ходе изготовления производится соединение 2-5 досок. В последнюю очередь из склеенного материала совершается предельно точное вырезание самого бруса с наличием той или иной разновидности замка. В итоге изделия являются качественными, ровными и прочными, благодаря чему с их помощью можно в сжатие сроки выполнять строительство дома, который после сооружения подвергнется лишь незначительной усадке.

В целом клееный профилированный брус обладает всеми преимуществами цельного, а благодаря комбинированию разных пород дерева он имеет стойкость к деформации и растрескиванию после выполненной сушки, ввиду чего заселяться в состоящий из него дом можно почти сразу, как закончится его возведение.

К числу недостатков материала относится высокая стоимость, что в основном вдвое превышает цену цельного бруса и низкий в сравнении с ним уровень экологичности, на снижение которой влияет используемый при изготовлении клей. Кроме этого из-за его содержания происходит нарушение естественной циркуляции влаги между слоями внутри бруса, способного привести к изменению микроклимата в здании.

В целом же с учетом более высокой стоимости и ускоренного процесса проведения строительных работ отдавать предпочтение материалу оптимально, когда есть достаточное количество денежных средств, чтобы приобрести изделия, а также имеется потребность построить дом и заселиться в него в сжатые сроки.


В целом же с учетом более высокой стоимости и ускоренного процесса проведения строительных работ отдавать предпочтение материалу оптимально, когда есть достаточное количество денежных средств, чтобы приобрести изделия, а также имеется потребность построить дом и заселиться в него в сжатые сроки.

Клееный брус

Отличается от всех других видов бруса тем, что он не является цельномассивным, а состоит из деревянных ламелей, предварительно высушенных и склеенных так, чтобы волокна древесины была разнонаправленными. Это самый дорогой вид бруса, поскольку он имеет одно неоспоримое преимущество: сухие составные ламели исключают усадку дома после его возведения. Клееный брус имеет те же типы профилей, что и профилированный.

Плюсы:

  • отсутствие усадки дома, позволяющее сразу же приступить к отделке
  • большее разнообразие размеров бруса (толщина стены)
  • низкие показатели теплопроводности
  • эстетический внешний вид
  • при производстве ламелей используется высший сорт древесины без сучков

Минусы:

  • высокая стоимость
  • использование клеевых составов позволяет противникам этого материала говорить о его неэкологичности
  • высокая стоимость
  • использование клеевых составов позволяет противникам этого материала говорить о его неэкологичности

Профилированный брус

Профилированный брус, производят как и обычны, но форма его проходит дополнительную обработку. Поверхность профилированного бруса тщательно обработана и профилирована.

Производство различных видов бруса различаются технологией производства. Характеристики у разного вида бруса различные. Отличаются стоимостью и условиями эксплуатации. Расскажем о каждом виде подробнее.

Шлифованный брус

Материал в процессе производства обрезается со всех сторон и шлифуется до достижения оптимально гладкой поверхности.

Технология изготовления позволяет обрабатывать балку с одной или нескольких сторон. Такой материал удобен при возведении здания и имеет приятный внешний вид.

Стена из шлифованного бруса имеет приятный внешний вид

Главное, при покупке не перепутать шлифованный брус со струганным. Недобросовестные продавцы часто выдают один вид за другой.

Эта особенность позволяет балкам плотно прилегать друг к другу. Материал гладкий с двух сторон – внешней и внутренней. Сверху и снизу размещены замковые элементы. Несмотря на высокую цену, модификация оправдывает все вложения.

Общие преимущества всех типов

  • Дом можно построить достаточно быстро. Если подробно технологию, разобраться во всех тонкостях, то возможно выполнить работы даже без привлечения строительной компании.
  • Деревянный брус способен «дышать», позволяет создать в помещениях особенный микроклимат и неповторимую атмосферу.
  • Многие из видов строганного бруса позволяют существенно сэкономить на проведении как внешних, так и внутренних отделочных работ.
  • Строения из древесины обладают высокими качественными и эксплуатационными характеристиками, которые сохраняются на протяжении всего периода эксплуатации.
  • Благодаря большому разнообразию форм, размеров, видов калиброванный брус позволяет создать уникальный дизайн и неповторимый вид как помещений, так и всего строения.
  • Основной недостаток большинства строений из дерева – необходимость в соблюдении технологического перерыва для усадки, который может длится до одного года, в отдельных случаях до двух лет. При использовании вертикального строительства усадка не происходит и, следовательно, останавливать строительные и отделочные работы нет необходимости.
  • Прочность строения, простота монтажа и высокая скорость возведения строения, обеспечиваются за счет использования особых технологических пазов на брусе и облицовочной доске.
  • Брус обрезной, профилированный определенным способом и установленный вертикально имеет низкие показатели теплопроводности.
  • Отсутствует необходимость использования утепляющих и герметизирующих материалов.
  • Технология установки разработана таким образом, что стены после сборки получают надежную защиту от проникновения в конструкцию снега, ветра, дождя. Это достигается за счет того, что швы между брусьями закрываются доской с профилем.

Портландцемент. Состав. Свойства. Применение.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств.

В практике строительства портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.

Клинкер — полуфабрикат, получаемый в виде гранул прн обжиге тонкоизмельченной смесн известняка с глиной.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов (доменных шлаков, мергелей, нефелинового шлама), при этом обеспечивается преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмофер- ритов кальция.

Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м3. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м3.

Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня.

Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют (ГОСТ 310.3—76) погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды и другие факторы.

Прочность портландцемента — важная физико-меха-ническая характеристика, от которой в основном зависит прочность бетонов и растворов в различных условиях твердения.

Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.)

30. Портландцемент. Состав. Свойства. Применение.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Его получают тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером; от качества его зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях.

Сырье, пригодное для получения портландцемента должно иметь 75-78% карбоната кальция и 22-25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы производящие цемент отлично работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины.

Получение портландцемента хорошего качества зависит от содержания главнейших оксидов в клинкере, процент которых должен быть в пределах: CaO – 60-68%. SiO2 – 19-25%, оксида алюминия 4-8%, оксида железа 2-6%.

Основные свойства портландцемента и методы их определения нормируются ГОСТами. К ним относятся: плотность и объемная масса, тонкость помола цементного порошка, способность схватываться и приобретать прочность в определенные сроки, равномерность изменения объема при схватывании и твердении, нормальная густота цементного теста.
Кроме того, портландцемент может характеризоваться такими свойствами, как выделение тепла при схватывании и твердении, изменение объема при твердении (усадка на воздухе, набухание в воде) и др.
Плотность портландцемента зависит от минералогического состава и колеблется в пределах 3,0-3,2 т/м 3 . Объемная масса его в рыхлом состянии 0,9-1,3 т/м 3 , в уплотненном – 1,5-2,0 т/м 3 .
Тонкость помола портландцемента существенно влияет на его свойства, она обуславливает суммарную поверхность зерен цемента в единице массы. Чем тоньше помол, тем полнее использован цемент в образовании цементного клея. Тонкость помола определяют просевом высушенной навески цемента 50 г через сито №008. В соответствии с требованиями необходимо, чтобы через сито №008 проходило не менее 85% от веса пробы; при этом важно, чтобы его гранулометрический состав был неоднородный, что улучшает условия твердения. Удельная поверхность для обычного портландцемента колеблется в пределах 2500-3000 см 2 /г, а для быстротвердеющих – 4000 см 2 /г, иногда – до 6000 см 2 /г.

Читайте также:  Виды инертных материалов

Схватывание и твердение цемента
Скорость схватывания является существенной технологической характеристикой цемента. Скорость схватывания цемента зависит от минералогического состава, тонкости помола, количества воды для затворения, температуры и др.
Для портландцемента начало схватывания должно наступить не ранее 45 мин., а конец – не позднее 12 ч от начала затворения. Обычно же начало схватывания у портландцемента наступает через 2-3 ч, а конец – через 5-8 ч. Как быстрое, так и очень медленное схватывание затрудневает и усложняет организацию производства строительных работ. На сроки схватывания цементного теста большое влияние оказывает температура. Чем выше температура окружающего воздуха и материалов, тем быстрее наступает начало и конец схватывания, и наоборот.
Нормальная густота – условное количество воды, которое необходимо для достижения заданной пластичности. Обычно для портландцемента нормальная густота составляет 20-25%.
Нормальная густота цементного теста определяется при помощи прибора Вика.
Начало и конец схватывания теста нормальной густоты определяют на приборе Вика, но вместо пестика вставляют иглу с подвижным стержнем, которую опускают в тесто через каждые 5 мин до начала схватывания, а затем – через 15 мин до конца схватывания.
За начало схватывания принимают время в часах и минутах, прошедшие от времени затворения до момента, когда игла не дойдет до дна на 1-2 мм. За конец схватывания принимают время от начала, затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более, чем не 1 мм. Для определения начала « конца схватывания я нормальной густоты теста можно использовать автоматический прибор АПСС-6 для шести образцов одновременно.
Портландцемент, применяемый для бетонных покрытий автомобиль-ных дорог, должен иметь начало схватывания не ранее 2 ч с момента его затворения.
Равномерность изменения объема цемента при твердении является одним из главных его свойств. Основной причиной неравномерности изменения объема портландцемента является присутствие свободной, или несоединившейся извести или окиси магния выше известного предела.
Равномерность изменения объема определяется на четырех лепешках, изготовленных из теста нормальной густоты массой до 75 г каждая. Лепешки после 24 ч хранения их в шкафу с повышенной влажностью подвергают кипячению в воде в течение 4 ч. После охлаждения две лепешки подвергают дополнительному испытанию в автоклаве при давлении пара до 2 МПа в течение 3 ч. Цемент считается выдержавшим испытание, если на лицевой стороне всех четырех лепешек не обнаружится радиальных доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, которые видны невооруженным глазом, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешки.
Плотность цемента определяют в объемомере.

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, до-рожлом строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками).

Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.)

Портландцемент: виды, характеристики, производство

Цемент – один из основных материалов, применяемых во всех отраслях строительства. Используется в качестве гидравлического вяжущего в растворах и смесях, необходимых для строительства монолитных сооружений и сборных конструкций, проведения ремонтных работ и отделочных мероприятий. Портландцемент – наиболее популярный тип цемента, получаемый путем тонкого помола клинкера с добавкой двуводного гипса в количестве 1,5…3,5%, необходимого для изменения сроков схватывания вяжущего.

Цемент – один из основных материалов, применяемых во всех отраслях строительства. Используется в качестве гидравлического вяжущего в растворах и смесях, необходимых для строительства монолитных сооружений и сборных конструкций, проведения ремонтных работ и отделочных мероприятий. Портландцемент – наиболее популярный тип цемента, получаемый путем тонкого помола клинкера с добавкой двуводного гипса в количестве 1,5…3,5%, необходимого для изменения сроков схватывания вяжущего.

Свойства портландцемента.

К основным техническим свойствам портландцемента относятся:

истинная плотность,

– средняя плотность,

– тонкость помола,

– сроки схватывания,

– нормальная густота (водопотребность цемента),

– равномерность изменения объема цементного теста,

– прочность затвердевшего цементного раствора.

Истинная плотность цемента находится в пределах 3000 … 3200 кг/м3, плотность в рыхлом состоянии – 900 … 1300 кг/м3, в уплотненном (слежавшемся) – 1200 … 1300 кг/м3.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 08 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе ПСХ. Согласно ГОСТ через сито № 08 должно проходить не менее 85 % массы пробы, удельная поверхность при этом (поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500 … 3000 см 2 /г.

Нормальная густота цементного теста (количество воды в % от массы цемента) определяется погружением пестика, укрепляемого на штанге прибора Вика, и колеблется в пределах 21 … 28 %. Она зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола.

Сроки схватывания проверяют прибором Вика на цементном тесте нормальной густоты. Согласно требованиям ГОСТ начало схватывания должно быть не ранее 45 мин; конец – не позднее 10 ч (нормально – 2 … 3 ч),

Если в цементе в результате нарушений технологического процесса при изготовлении окажется много свободных осадков кальция и магния, то процесс их гашения при затворении цемента водой будет протекать замедленно. Это явление может привести к разрушению уже затвердевшего цементного камня. Для предотвращения подобных явлений при оценке качества цемента и проводят испытание на равномерность изменения объема.

Одним из основных свойств цемента является прочность, которая определяется в положенные сроки испытанием образцов (балочек) размером 40 х 40 х 160 мм первоначально на изгиб, а затем половинок – на сжатие.

Балочки готовят из раствора состава 1:3 (1 ч. По массе цемента, 3 ч.- нормального вольского песка) при водоцементном отношении (отношении количества воды к количеству цемента), равном 0,4. Водоцементное отношение в свою очередь проверяется, а при необходимости корректируется по расплаву конуса на встряхивающем столике. Расплыв усеченного конуса из растворной смеси, изготовленного в форме высотой 60 мм и основаниями верхним с внутренним диаметром 70 мм и нижним – 100 мм, после 30 встряхиваний должен быть в пределах 106 … 115 мм. При отсутствии встряхивающего столика испытания проводят на стандартной лабораторной виброплощадке. В этом случае после 20 секунд вибрирования расплыв должен быть (170 ± 5) мм.

Твердение цемента. Твердение портландцемента – сложный физико-химический процесс. При затворении цемента водой основные минералы, растворяясь, гидратируются по уравнениям:

Образующиеся новообразования отличаются от первоначальных меньшей растворимостью и, выпадая в осадок, выкристаллизовываются, что приводит к потере пластичности (схватыванию) и последующему твердению. Добавка гипса в самом начале процесса при растворении взаимодействует с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминаты, которые, обволакивая цементные зерна, замедляют процесс растворения и гидратации. Однако в последующем эти оболочки разрушаются (чем меньше гипса, тем замедление короче по времени) и процесс твердения ускоряется. Но сами выкристаллизовывающиеся новообразования начинают препятствовать гидратации, поэтому значительная часть зерен цемента может гидратироваться при наличии водной среды весьма продолжительный срок, измеряемый даже годами.

Цемент твердеет тем быстрее, чем больше в нем алита (алитовые цементы) и трехкальциевого алюмината. С течением времени процесс твердения резко замедляется. Цементы, содержащие много белита (белитовые цементы), в раннем возрасте твердеют медленно; нарастание прочности продолжается длительно и равномерно. Процессы твердения и особенно схватывания сопровождаются выделением теплоты, которая тем интенсивнее, чем быстрее протекает процесс схватывания. Поэтому в массивных конструкциях, как правило, применяют белитовые цементы. Использование в таких конструкциях алитовых цементов может привести к интенсивности тепловыделению, разогреву до высокой температуры (70 … 80 °С), появлению трещин и даже потере воды, что в итоге приведет к утрате цементным камнем своих качеств. В то же время применение алитовых цементов позволяет быстрее получить минимальную прочность, а интенсивное тепловыделение обеспечивает в некоторых случаях необходимую для твердения температуру в зимних условиях.

При твердении цемента на воздухе происходит небольшая усадка, а в воде – набухание.

Виды цементов

Название “портландцемент” происходит от названия английского города Портланд: цвет материала схож по оттенку с цветом скал вокруг этого города.

Портландцемент, или силикатный цемент, пользуется высоким спросом.

Исходный вид портландцемента – порошок серо-зеленого оттенка.

Его особенность – тонкий помол клинкера с гипсом и возможность примешивания специальных добавок.

Портландцементный клинкер характеризуется высоким содержанием силикатов кальция. Применение различных видов портландцемента зависит от целей и задач, поставленных при строительстве.

Быстротвердеющий портландцемент применяется там, где необходимо схватывание материала в сжатые сроки. В его составе – высокий процент трехкальциевого алюминия и трехкальциевого силиката. Прочность этого вида цемента возрастает уже на первом этапе отвердевания – в первые сутки – трое после его применения.

Гидрофобный портландцемент отличается сложным составом. В него включают мылонафт (0,1-0,2%), асидол, синтетические жирные кислоты, окисленный петролатум и другие добавки. Такой состав смеси приводит к образованию особой оболочки, придающей частицам цемента повышенную прочность.

Читайте также:  Резиновая краска

При изготовлении белого портландцемента применяют маложелезистый клинкер. Это позволяет получить не обычный серый цемент, а материал белого цвета, на основе которого путем добавления красящих пигментов получают разноцветные цементы. Они применяются при декоративном оформлении объектов и при изготовлении цветных бетонных дорожек.

В состав пластифицированного портландцемента входит 0,25% сульфитно-спиртовой барды. Это поверхностно – активное вещество дает возможность сократить расход материала, пластифицируя цемент. Бетонная смесь в этом случае получается пластичной. Кроме экономии строительного материала, это позволяет быстрее провести укладку бетона и повысить качество работы. Бетон, сделанный на основе пластифицированного цемента, имеет повышенные показатели морозоустойчивости.

Шлаковый цемент общее название цементов получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками – активизаторами (известь, строительный гипс, ангидрит и др.) или смешением этих раздельно измельченных компонентов.

Различают известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20% портландцемента до 5% или извести до 2%.

Шлаковый цемент применяют для получения строительных растворов и бетонов используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях.

Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий.

Быстротвердеющий цемент цемент характеризующийся интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения.

Применяется в основном для изготовления сборных железобетонных конструкций и изделий.

Выпускаются: быстротвердеющий портландцемент с пределом прочности при сжатии через 3 сут 25 Мн/м 2 (250 кгс/см 2 ) особо быстротвердеющий портландцемент а также быстротвердеющий шлакопортландцемент.

Пуццолановый цемент собирательное название группы цементов в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок. В строительстве основной вид пуццоланового цемента – пуццолановый портландцемент получаемый совместным помолом портландцементного клинкера (60-80%) активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. От обычного портландцемента он отличается повышенной коррозионной стойкостью (особенно в мягких и сульфатных водах) меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Пуццолановый цемент применяют в основном для получения бетонов используемых в подводных и подземных сооружениях.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) представляет собой быстросхватывающее и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество получаемое путем совместного помола и тщательного смешивания измельченных глиноземистого цемента гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция.

Цемент характеризуется быстрым схватыванием: начало процесса- ранее 4 мин. конец не позднее 10 мин. с момента затворения.

Глинозёмистый цемент быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество; продукт тонкого измельчения клинкера получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси состоящей из бокситов и известняков.

Сульфатостойкий цемент сульфатостойкий портландцемент разновидность портландцемента. По сравнению с обычным портландцементом сульфатостойкий цемент обладает повышенной стойкостью к действию минерализованных вод содержащих сульфаты меньшим тепловыделением замедленной интенсивностью твердения и высокой морозостойкостью.

Романцемент получают обжигом не до спекания известняковых или магнезиальных мергелей содержащих более 20% глины. Продукт обжига размалывают и получают гидравлические вяжущие. Образуются алюминаты, ферриты и силикаты придающие гидравлические свойства.

Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 5823 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

– равномерность изменения объема цементного теста,

Технические характеристики портландцемента

Технические характеристики портландцемента можно подразделить на две группы:1) минеральный и вещественный составы, тонкость помола определяющие строительно-технические свойства; 2) нормальная густота, сроки схватывания, марка по прочности и другие технические свойства.

Состав статьи:

Важнейшие технические характеристики портландцемента:

◊ Минеральный состав портландцемента;

◊ Вещественный состав портландцемента;

◊ Тонкость помола портландцемента;

◊ Плотность и водопотребность;

◊ Сроки схватывания и равномерность изменения объема;

◊ Активность и марка портландцемента.

Минеральный состав выражает содержание в клинкере (в % по массе) главных минералов. Применяются расчетный и прямые экспериментальные методы определения минерального состава клинкера. Минеральный состав рассчитывают на основании данных химического анализа, который определяет содержание окислов (в % по массе).

Прямые экспериментальные методы определения минерального состава клинкера включают: оптическую и электронную микроскопию, рентгеновский фазовый анализ, микрозондирование (лазерный и ионный микрозонды) и др.

Вещественный состав цемента выражает содержание в цементе (в % по массе) основных компонентов: клинкера, гипса, минеральных добавок, пластифицирующих и гидрофобизующих добавок; он приводится в паспорте на цемент.

Допускается введение в цемент при его помоле пластифицирующих или гидрофобизующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% от массы цемента (по согласованию с потребителем).

Тонкость помола цемента оценивается по стандарту путем просеивания предварительно высушенной пробы цемента через сито с сеткой № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм); тонкость помола должна быть такой, чтобы через указанное сито проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

Наряду с ситовым анализом для оценки дисперсности цемента проводят определение удельной поверхности с помощью специального прибора — поверхностемера. Даже обычный портландцемент М 400 измельчается довольно тонко: остаток на сите с сеткой № 008 не превышает 15%, т. е. 85% зерен цемента имеет размер менее 80 мкм, при этом его удельная поверхность составляет обычно 2500 — 3000 см²/г.

С увеличением тонкости помола прочность цемента возрастает.Средний размер зерен портландцемента, выпускаемого отечественными заводами, составляет примерно 40 мкм. Толщина гидратации зерен через 6…12 мес твердения обычно не превышает 10…15 мкм( смотри таблицу-1).Таким образом, при обычном помоле портландцемента 30…40% клинкерной части его не участвует в твердении и формировании структуры камня.

Таблица-1.Глубина гидратации клинкерных минералов

С увеличением тонкости помола цемента увеличивается степень гидратации цемента, возрастает содержание клеящих веществ -гидратов минералов -и повышается прочность цементного камня.Заводские цементы должны иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 008( размер ячейки в свету 0,08 мм) не более 15%. Но обычно она равна 8…12%.

Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (м²/кг), суммарной поверхностью зерен (м²) в 1 кг цемента. Удельная поверхность заводских цементов составляет 250…300 м²/кг. В ряде случаев с целью повышения активности заводского цемента и для получения быстротвердеющего цемента тонкость помола повышают.

Условно считают, что прирост удельной поверхности цемента на каждые 100 м²/кг повышает его активность на 20…25%. Увеличение удельной поверхности цемента более 300…350 м²/кг связано со значительным снижением производительности мельниц. Кроме того такие цементы увеличивают водопотребность, растет тепловыделение, возрастают усадочные деформации.

Плотность портландцемента (без минеральных добавок) составляет 3,05 — 3,15. Его объемная масса зависит от уплотнения и у рыхлого цемента составляет 1100 кг/м3, у сильно уплотненного — до 1600 кг/м³, в среднем — 1300 кг/м³.

Водопотребность цемента определяется количеством воды (в % от массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты. Нормальной густотой цементного теста считают такую его подвижность, при которой цилиндр — пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5 — 7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо. Водопотребность портландцемента в пределах от 22 до 28%. При введении активных минеральных добавок осадочного происхождения (диатемита, трепела, опоки) водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32 — 37 %.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют в тесте нормальной густоты. Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы в тесто нормальной густоты. Началом схватывания считают время, прошедшее от начала затворения до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 1 — 2 мм. Конец схватывания — время от начала затворения до того момента, когда игла погружается в тесто не более чем на 1 — 2 мм.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч от начала затворения. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера на цементном заводе вводят добавку двуводного гипса в количестве до 3,5% (считая на SO3).

Замедление схватывания объясняется отложением на зернах цемента тонких пленок гидросульфоалюмината кальция, образовавшегося при взаимодействии введенного сульфата кальция с трехкальциевым алюминатом. Эти пленки замедляют диффузию воды к цементным зернам, и скорость их гидратации уменьшается.

Замедлителями схватывания служат также фосфаты, нитраты калия, натрия и аммония, сахар. Сахар образует с гидроокисью кальция легко растворимый сахарат кальция, наличие которого увеличивает концентрацию ионов кальция. Поэтому процесс гидролиза трехкальциевого силиката подавляется, а схватывание происходит медленнее. При большой добавке сахара бетон не твердеет.

Ускорителями схватывания портландцемента являются карбонаты щелочных металлов и хлориды. Они образуют при взаимодействии с гидроокисью кальция, выделяющейся при гидролизе трехкальциевого силиката, труднорастворимые соединения.

Так действует, например, карбонат натрия Са(ОН)2 + Na2C03 = СаС03 + 2NaOH

В результате химической реакции образуется малорастворимый карбонат кальция, гидроокись кальция выводится из сферы реакции и процесс гидролиза трехкальциевого силиката ускоряется.

Влияние хлористого кальция на сроки схватывания портландцемента зависит от дозировки. При введении в бетонную смесь в обычной дозировке 1 — 2% от массы цемента хлористый кальций мало влияет на сроки схватывания, но существенно повышает начальную прочность бетона, т. е. действует как ускоритель твердения. При использовании в качестве противоморозной добавки хлористый кальций может вводиться в больших количествах, тогда он ускоряет схватывание, и бетонную смесь рекомендуется затворять на холоде, чтобы избежать преждевременного загустевания.

Один из методов ускорения процессов схватывания и твердения заключается во введении добавок, являющихся центрами кристаллизации, например, в виде заранее приготовленного измельченного гидратированного цемента.

Равномерность изменения объема. Причиной неравномерного изменения объема цементного камня являются местные деформации, вызываемые расширением свободной СаО и периклаза MgO вследствие их гидратации. По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы — лепешки через 24 ч предварительного твердения выдерживают в течение 3 ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться, не допускаются радиальные трещины.

Твердение портландцементного камня при отрицательных температурах не происходит, так как вода превращается в лед. Однако за счет добавки СаСl2, NaCl или их смеси бетон все же набирает прочность. Добавление к цементу электролитов СаСl2, NaCl в количестве 5% и более от массы цемента повышает концентрацию растворенных веществ в воде и понижает температуру ее замерзания.

Ссылка на основную публикацию
×
×