Что такое заменитель цемента

Разработчики предложили перспективную альтернативу бетону

• Добавление большого количества воды. Прочность бетонной смеси значительно ухудшается после разведения водой. Многие заменители требуют на 40-70% меньше воды для разбавления, следовательно, имеют больше прочность.
• Несоответствие нормам IS 3812. Заменители имеют от 65% и более частиц, диаметр которых не превышает 45 микрон, чего не скажешь о цементе. Его структура имеет заведомо меньшую адгезию к материалам.
• Асимметрическая форма частиц взаимодействует с другими материалами хуже, чем овальная у заменителей бетона. Проникновение в структуру других тканей происходит намного лучше.

Использование минеральных, органических и синтетических заменителей цемента позволяет сделать новый шаг в современном строительстве и предоставляет новые возможности архитекторам. Единственная проблема на этом пути – модернизация отечественного производства цемента под новые требования рынка.

Что такое заменитель бетона

На российском рынке этот инновационный строительный материал представлен двумя марками: HILST (Россия) и FAST2k (Канада). Он представляет собой композитный материал, состоящий из наполнителя и отвердителя, расфасованных в отдельные ёмкости объёмом по 0.5, 5 и 20 л. При смешивании компонентов заменитель бетона значительно расширяется в объёме и довольно быстро затвердевает, образуя монолитную массу. Этот строительный материал по прочностным характеристикам не только не уступает, но и превосходит традиционную бетонную смесь.

Как работать с заменителем бетона: технология использования

Технологии замешивания состава могут отличаться, в зависимости от производителя и разновидности материала. Более привычные двухкомпонентные составы замешиваются в отдельной ёмкости при помощи миксера. Здесь следует делать всё очень быстро. После начала смешивания, в течение 45 сек — 1 мин компоненты вступают в реакцию, в результате, состав начинает увеличиваться в объёмах. Поэтому не стоит сразу замешивать большое количество материала. При средних размерах лунки под столб, на неё достаточно 0,5 л состава, а значит, смешивание более 1-2 л может привести к тому, что мастер просто не успеет распределить заменитель бетона по столбам. Максимального объёма состав достигает через 4 минуты, а уже через 5 мин полностью застывает.

Некоторые называют подобный состав пеной для бетонирования, что недалеко от истины
ФОТО: short-film.me

Второй вариант заменителя бетона не требует замешивания. Реакция начинается сразу после вскрытия пакета от взаимодействия с воздухом. В остальном при работе с таким составом отличий от предыдущего варианта нет.

Преимущества и недостатки композитного материала

Применять композиты намного выгоднее и эффективнее, чем бетон, поскольку они обладают рядом достоинств:

1. Скорость. При использовании заменителей полное время на осуществление всех работ сокращается на 80%. Средство после заливки становится прочным уже за 5 минут, готовые конструкции можно эксплуатировать через пару часов.
2. Чистота. На участке не придется делать «генеральную» уборку, что особенно важно для лесных зон, парков, мест отдыха.
3. Малая трудоемкость. Для заливки не надо нанимать бригаду рабочих, а простота процесса позволяет осуществить его своими руками. Нарушить пропорции компонентов почти нереально — все уже отмеряно и расфасовано в удобные упаковки.

1. Прочность. Смеси на основе композитов после полимеризации становятся намного более стойкими к действию повреждающих факторов, нежели бетонные растворы.
2. Экологичность. Составы не включают вредных компонентов, они совершенно безопасны для людей и окружающей среды. Кроме того, композиты не повреждают металл, дерево, не становятся причиной гниения и коррозии.

Использовать заменители бетона можно даже при минусовых температурах (до –25 градусов), что может быть важно при определенных климатических условиях в регионе. Из минусов стоит назвать только более высокую, чем у цемента, цену, но она компенсируется экономией на трудозатратах и оплате работы бригады наемных строителей. Высокие температуры отрицательно сказываются на прочности раствора, поэтому перегрев при его изготовлении должен быть исключен.

Материал для замены цемента

Заменить цемент можно самыми различными смесями.

Применение клея на полиуретановой основе при возведении стен из газобетона позволяет полностью исключить теплопотери через швы между блоками.

Чаще всего цемент заменяют на такие вещества:

• на сухую смесь из песка и извести (обычно это делают при оштукатуривании стен);
• на алебастр (такой материал очень быстро схватывается, но по стоимости получившийся раствор не всегда выгоден, так как алебастр стоит дороже);
• на гипс.

Согласно европейским нормам строительства, вместо обычного цемента применяют специальный клей. Блоки из получившегося раствора характеризуются высокой прочностью, но по своей сути они все же являются обычными бетонными, но только с использованием добавок, так что сильного отличия здесь нет.

Есть еще и другие заменители цемента, речь идет о смеси Quickmix. Но сегодня о ней информации очень мало, специалисты утверждают, что это обычный сухой цемент с добавками, то есть никакой выгоды от его использования нет. При выборе, какой материал применять для строительства вместо традиционного цемента, необходимо учитывать не только цену, но и те качества, которые будут обеспечиваться. Во многих случаях лучше остановиться на обычном цементно-песчаном растворе, особенно если не требуется высочайшая прочность, твердость и другие специфические качества.

Минеральные заменители

В качестве заменителей цемента часто применяются порошкообразные минеральные вещества, то есть наполнители и минеральные активные добавки. Применение таких составов позволяет не только снизить затраты на выполнение строительных работ, но и повысить такие свойства, как морозоустойчивость, прочность, водонепроницаемость приготовление бетонной смеси.Добавляют подобные порошкообразные сухие смеси на этапе помола клинкера, но можно это делать и при его приготовлении.

Добавление микросилики в бетонную смесь повышает равномерность распределения компонентов в ней. Такая смесь удобнее укладывается.

Часто такие добавки включают следующие вещества:

• естественного происхождения, то есть используется вулканический пепел;
• побочные продукты металлургической промышленности (микросилика, кремнеземная пыль);
• побочные продукты сгорания топлива (зола-унос).

Есть ряд заменителей, которые имеют техногенное происхождение. Среди таких веществ известен аморфный кремнезем, применяемый сегодня в качестве аналогов традиционным цементным смесям.

Микросилика, которая часто применяется в качестве минеральной добавки, является пылью, состоящей из микросфер, то есть микроскопических шариков, размеры которых составляют 0,1-0,3 мкм. При использовании в строительных смесях такая добавка имеет двоякое действие: подшипниковый эффект создает сферическая форма, пуццолановую активность – содержащийся в составе кремнезем.

Раствор, заменяющий цемент, часто включает для механического укрепления бетонного раствора такие вещества, как металлическая фибра, волокна из полипропилена, металлическая стружка.

Такие вещества не образуют арматурный каркас, но именно это способствует тому, что прочность бетона становится более высокой, особенно на изгиб либо при нагрузках. Вводятся такие добавки на этапе замешивания бетона.

Искусственные модификаторы

Поверхностно-активные добавки повышают водонепроницаемость бетонной смеси. Их введение способствует изменению структуры материала, повышая тем самым его технические свойства.

Для изготовления смесей-заменителей цемента часто применяются химические искусственные модификаторы в качестве добавок. Такие вязкие или порошкообразные материалы, которые легко растворяются в воде, применяются для получения нейтральных, слабощелочных смесей.

Модификаторы могут быть синтезированы специально под определенные нужды, что позволяет сделать растворы подходящими и очень качественными. Такие добавки для заменителей цемента являются продуктами органических реакций при переработке отходов лесохимической промышленности, целлюлозного, нефтехимического производства.

Самыми распространенными заменителями цемента являются поверхностно-активные вещества, проявляющие направленное, активное действие.

Выводы

Сегодня в современном строительстве стали очень популярны смеси, которые призваны заменить традиционный цемент. Они отличаются более низкой стоимостью, но их просто готовить для использования, а свойства их в некотором смысле даже выше, чем у обычного цемента. Вместе с такими растворами применяются и специальные модификаторы, представляющие собой искусственные химические вещества, позволяющие придать заменителям именно те свойства, которые необходимы в конкретном случае.

Основные проблемы цемента и преимущества его заменителей

• Добавление большого количества воды. Прочность бетонной смеси значительно ухудшается после разведения водой. Многие заменители требуют на 40-70% меньше воды для разбавления, следовательно, имеют больше прочность.
• Несоответствие нормам IS 3812. Заменители имеют от 65% и более частиц, диаметр которых не превышает 45 микрон, чего не скажешь о цементе. Его структура имеет заведомо меньшую адгезию к материалам.
• Асимметрическая форма частиц взаимодействует с другими материалами хуже, чем овальная у заменителей бетона. Проникновение в структуру других тканей происходит намного лучше.
• Отсутствие гидроксида кальция в цементе является основной проблемой материала. Во многих случаях именно этот компонент связывает все элементы и повышает прочность готового изделия более чем в 2 раза.
• Высокая концентрация воды, которая приводит к трещинам и разрушению после отвердевания. Чем меньше жидкости, тем монолитнее будет изделие.
• Цемент имеет типичные частицы, размеры которых одинаковые. Использование разных материалов позволяет увеличить связывающие свойства и заменители будут намного полезнее традиционного цементного раствора или удачно дополнят его.

Использование минеральных, органических и синтетических заменителей цемента позволяет сделать новый шаг в современном строительстве и предоставляет новые возможности архитекторам. Единственная проблема на этом пути – модернизация отечественного производства цемента под новые требования рынка.

Дополнительные советы

При работе с заменителем бетона, например при установке столбов, не нужно рыть большие глубокие ямы, как с обычным бетоном. Состав заменителя позволяет ему заполнять все пространство, тем самым увеличивая сцепление с грунтом.

Работая с заменителем, легко избежать грязи, не придется убирать остатки бетонной пыли и песка. Но основная часть усилий в случае с заменителем пойдет на подготовку к работе! Нужно заранее вырыть лунки, подготовить тару, принести сам раствор на место работы, иначе он застынет еще в пути. Зазеваться возможности нет: всё должно быть под рукой.

ВАЖНО: если замешивание происходит при низкой температуре, реакция значительно замедляется.

Раствор заменителя бетона отличается высокой адгезией, ведь он совсем не создает пустот, в отличие от бетона. Поэтому, если крайне важна прочность и долговечность, стоит отказаться от бетона в пользу современного материала. В России самыми популярными считаются марки:

Hilst (Россия)

Fast 2k (Канада)

Quikset (Россия)

Конечно, ни одна монтажная масса не способна в полной мере заместить цементный раствор на стройке. Заменитель бетона полезен, удобен и эффективен, но не универсален. Тем не менее его качества давно оценили как профессиональные строители, так и любители.