2. Гідрофобний портландцемент

Гідрофобний портландцемент - гідравлічне в'яжуче, що отримується спільним тонким подрібненням портландцементного клінкеру і гідрофобізующіх поверхнево-активної добавки при звичайній дозуванні гіпсу.

Цей портландцемент відрізняється від звичайного зниженою гігроскопічністю при зберіганні і перевезеннях у несприятливих умовах, а також здатністю надавати розчинових і бетонних сумішей підвищену рухливість і легкоукладальність, а затверділим розчинів і бетонів - підвищену морозостійкість. Для виробництва гідрофобних цементів необхідна установка точно дозуючого пристрою, рівномірно живлячої мельнііи гідрофобізующіх добавкою при помелі цементу. Гідрофобний портландцемент має ті ж марки, що і портландцемент-400, 500, 550 і 600. Гідрофобізації можуть піддаватися спеціальні портландцементи.

Як гідрофобізующіх поверхнево-активної речовини застосовують милонафт, асидол-милонафт, олеїнову кислоту або окислений петролатум в кількості 0,06-0,30% маси цементу в перерахунку на суху речовину. В останні роки накопичився досвід виробництва та застосування цих добавок, що дозволяє запобігти викликані ними негативні явища - підвищений пилоутворення при помелі і транспортування цементу та високу воздухововлеченіе одержуваних розчинів і бетонів.

НИИцемент була розроблена і успішно застосовується на трьох заводах раціональна композиція синтетичної добавки ЛЗГФ, що представляє собою розчин високомолекулярних жирних кислот у мінеральному маслі (1:2) при використанні кубових залишків СЖК. При оптимальному вмісті ПАР та режимі подрібнення гідрофобний цемент з добавкою ЛЗГФ рівноцінний за показниками міцності й терміни схван згортання вихідного без ПАВ портландцементу.

Теорія гідрофобізації розроблена М. Й. Хігеровічем. Сутність цього процесу полягає в утворенні на поверхні цементних зерен молекулярно-адсорбційних плівок з орієнтованих асиметрично-полярних молекул, звернених вуглеводневими радикалами назовні. Ці радикали гідрофобні; тобто мають водовідштовхувальні властивості. Полярна частина адсорбованих молекул утворює в залежності від виду гідрофобізующіх добавки водонесу-розчинні і також водовідштовхувальні нафтенатами або олсати кальцію. З цієї точки зору захисні плівки правильніше розглядати як хемосорбціонние, а не як суто адсорбційні. Захисні плівки на цементних зернах не суцільні, вони переривчасті «сітчасті» або «мозаїчні", завдяки чому цемент зберігає свою основну здатність тверднути при перемішуванні з водою. Гідрофобні портландцементи характеризуються меншою гігроскопічністю. Під гігроскопічністю звичайно розуміють фізичне поглинання парів води з повітря, між тим, як взаємодія парів води з цементом хімічне, в результаті якого з'являються в тонкодисперсному стані гідратів новоутворення. Гідрофобні портландцементи при зберіганні протягом 3-6 міс у насиченою вологою середовищі збільшуються в масі всього на 2,5-3,5%, а звичайні портландцементи - на 6-14%. Сорбція парів води зменшується особливо сильно у пуціоланових і шлакових портландцементів, гідрофобізованних добавкою милонафта або олеїнової кислоти. Особливий інтерес набуває здатності гідрофобних цементів не злежуватись при зберіганні при одночасному підвищенні активності. Спостереження показали, що гідрофобні цементи, що зберігалися в мішках в протягом року, не комковалісь і були сипучими, на відміну від звичайних портландцементів, які скомковалісь. Припускають, що мимовільне підвищення активності цементу пояснюється тим, що водяні пари і вуглекислий газ внаслідок «сітчастого» будови гідрофобних плівок не взаємодіють з поверхнею цементного зерна, а прослизають у глиб цементного зерна за мікротріщинах і підсилюють хімічне диспергування цементу при його гідратації. Гідрофобні цементи є і пластифікованими, що пояснюється адсорбційно-мастильними властивостями гідрофобізующіх добавок та їх здатністю до деякого повітровтягнення. До позитивних властивостей гідрофобних цементів слід віднести знижену водопроникність, що є наслідком підвищення однорідності структури і дрібної кристалізації новоутворень.

Застосування гідрофобних цементів, а також безпосередня гідрофобізація розчинів і бетонів в процесі виготовлення покращує легкоукладальність бетонних і розчинних сумішей, скорочує витрату цементу, так як зменшується водопотребпость. У бетонів на гідрофобних портландцементах знижується швидкість випаровування води в умовах сухого клімату, що сприяє підвищенню їх стійкості. Гідрофобізующіх добавки підвищують зв'язність бетонних сумішей, запобігаючи їх розшарування і значно полегшуючи їх транспортування в автосамоскидів і вивантаження з них. Бетони на цементах гідрофобних характеризуються меншим капілярним всмоктуванням і водопоглинанням.

Гідрофобізація розчинів і бетонів допомагає їм утримувати вологу в початковий період твердіння. Значно зменшується усадка в сухому повітря і набухання у вологому атмосфері; зберігається міцність зчеплення з арматурою при меншій витраті цементу. Гідрофобізующіх добавки істотно підвищують морозостійкість цементного каменю і бетонів. Підвищена пластичність гідрофобного портландцементу дозволяє скоротити витрату цементу в бетонах, особливо в тонких та середньої жирності, на 8-10% і значно зменшити витрату вапна у розчинах. При виготовленні бетонних та розчинних сумішей з гідрофобного портландцементу терміни перемішування в бетономішалках і розчиномішалках такі ж, як і при перемішуванні звичайного портландцементу (1,5-2 хв). Збільшення часу перемішування може призвести до підвищеного повітровтягнення і до деякого зниження міцності бетону.

Гідрофобний портландцемент застосовується в першу чергу в тих випадках, коли потрібне тривале зберігання і перевезення на великі відстані, особливо водним та морським шляхами. Його можна застосовувати нарівні зі звичайним портландцементом в різних будівельних роботах, переважно для зовнішньої декоративного облицювання будівель, для виготовлення гідроізоляційних штукатурок, бетонів в дорожньому і аеродромному будівництві, а також у гідротехнічному бетоні й у тих випадках, коли необхідно транспортувати бетонні і розчинні суміші за допомогою насосів. Оскільки гідрофобний портландцемент відрізняється високою тонкістю помелу і підвищеної сипучістю (що обумовлюється дією гідрофобізующіх добавки), бажано доставляти його на місце застосування в тарі, особливо в тих випадках, коли розвантаження проводиться в закритих приміщеннях вручну. Слід враховувати, що гідрофобізація не може докорінно змінити характер твердіння цементів і їх будівельно-технічні властивості, вона тільки помітно поліпшує властивості цементів. Тому необхідно, щоб по хіміко-мінералогічного складу вихідного клінкеру і вмісту активних мінеральних добавок цементи повністю задовольняли вимогам, які регламентовані стандартами та іншими нормативними документами.