Свойства цементно стружечная плита: Плиты ЦСП. Характеристики, виды, применение и цены плит ЦСП

Плита ЦСП: характеристики, применение, размеры, вес

Листовые строительные материалы используются во многих видах строительных работ, которые принято называть «сухими». Один из таких материалов — плита ЦСП. Это прочный материал, который можно использовать при строительстве каркасных домов и хозпостроек, для внутренних и наружных отделочных работ. 

Содержание статьи

Что такое плита ЦСП

Цементно-стружечная плита (ЦСП) — листвой строительный материал, который делают из высококачественного цемента (портландцемент), смешанного с тонкой длинной древесной щепой (по ГОСТу 26816 толщина щепы 0,2-0,3 мм, длина от 10 мм до 30 мм). В состав добавляют сульфат алюминия и жидкое стекло. При замесе добавляется вода (около 8% от общей массы). Полученная субстанция формуется в виде плит, прессуется.

Плита ЦСП — листовой строительный материал для внутренних и наружных работ

Некоторые производители плиты ЦСП делают из нескольких слоев. Они отдельно замешивают составы с более мелкой и более крупной щепой. Смесь с крупной щепой используется для внутренних слоев, придает большую прочность. Из состава с более мелкой щепой формируются наружные слои, что делает ее поверхность более гладкой. Сложенный «пирог» поступает в пресс, в результате формируется монолитная плита ЦСП с улучшенными характеристиками.

Это плиты ЦСП для наружной отделки фасадов

Стоит также сказать, что есть шлифованные и нешлифованные плиты ЦСП. Шлифованные можно использовать для внутренней или наружной отделки в тех работах, после которых сразу могут следовать отделочные работы. Также есть отделочные плиты ЦСП, на одной из поверхностей которой сформирован отделочный слой в виде каменной или кирпичной кладки, декоративной штукатурки и т.д.

Область применения

ЦСП, в основном, используют в технологиях «сухого» монтажа. Они хороши при строительстве каркасных домов, так как не выделяют вредных веществ, имеют высокую прочность, малогорючи, во время пожара выделяют малое количество дыма, не распространяют огонь. Имея высокую механическую прочность, они повышают жесткость каркасных конструкций. Все это делает каркасные дома, обшитые ЦСП, более безопасными и надежными.

Цементно-стружечные плиты используются для строительства, отделки

Объекты для использования ЦСП

Листовой ЦСП может применяться при строительстве следующих объектов:

• Каркасные жилые дома до 3-х этажей включительно.
• Промышленные, офисные здания.
• Гостиничные комплексы.
• Детские сады, школы.
• Лечебные учреждения.
• Спортивные залы.
• Склады, ангары.

Недостаток: плита ЦСП имеет значительную массу (в несколько раз тяжелее ОСБ), что повышает требования к фундаменту. Солидный вес также становится проблемой при подъеме на второй этаж — нужны помощники и леса или подъемная техника (хотя бы лебедка). Еще один недостаток ЦСП — низкая стойкость к изгибающим нагрузкам. Этим и ограничивается область их применения — они кладутся на основание, в местах с малой изгибающей нагрузкой или должны монтироваться вертикально.

С использованием ЦСП строят каркасные дома

Стойкость к атмосферным воздействиям и повышенной влажности, грибкам и бактериальным поражениям, позволяет использовать цементно-стружечные листы при строительстве хозпостроек: сараев, уличных туалетов, гаражей погребов.

Для отделочных наружных и внутренних работ

Еще одна область применения цементно стружечных плит — выравнивание пола, стен. По сравнению с другими материалами плита ЦСП имеет лучшие звукоизоляционные характеристики, не подвержена воздействию грибков, хорошо переносит климатические влияния. Поэтому часто используются при создании вентилируемых фасадов.

Примеры использования ЦСП в строительстве и отделке частных домов

Для внутренней отделки плиты ЦСП могут использоваться для следующих работ:

• Звукоизолированные и огнестойкие перегородки и стены.
• Внутренняя облицовка помещений любого назначения (жилых и нежилых, в том числе с повышенной влажностью).
• Подоконники.
• Черновой пол.
• Потолки.

Положительный момент в том, что есть цементно-стружечные плиты шлифованные и нешлифованные. Шлифованные имеют абсолютно гладкую поверхность. При их использовании можно только заделать швы и затем красить, клеить обои, использовать другие способы отделки.

Характеристики и свойства

Плита ЦСП — относительно новый материал, пока не слишком широко используемый в частном строительстве. Все потому что не все представляют как он себя ведет в долгосрочной перспективе. Чтобы понять, хорош он или нет для ваших целей, необходимо знать обо всех свойствах.

Плотность и масса

Плотность ЦСП 1100-1400 кг/м³. Высокая плотность придает каркасным конструкциям повышенный уровень жесткости. Если используется этот материал для внутренних отделочных работ, такие стены имеют достаточную несущую способность, чтобы удержать полки, шкафчики и другие достаточно тяжелые предметы.

Удельное сопротивление выдергиванию саморезов из плиты ЦСП

Материал достаточно плотный и тяжелый. Один лист высотой 2700 мм — в зависимости от толщины — весит от 37 кг и до 164 кг. Это делает неудобной обшивку второго этажа и выше. Это можно считать недостатком.

Тепловое и влажностное расширение

Для строительства еще важна такая характеристика, как линейное расширение при изменениях влажности и температуры. Для плиты ЦСП оно присутствует, но является небольшим. При расположении плит одна возле другой, между ними рекомендовано оставлять зазор в 2-3 мм. При установке второго ряда (по высоте) рекомендованный зазор — 8-10 мм.

• Нормальная влажность при продаже — 9% (±3%).
• Невысокое водопоглощение позволяет использовать этот тип материала для наружной отделки, для обшивки стен в помещении с повышенной влажностью. При нахождении в воде в течение 24 часов предел увеличения толщины — не более 1,5%. То есть, при намокании они почти не меняют размеры.

Что еще стоит знать: при погружении в воду размеры меняются незначительно — 2% по толщине и 3% по длине. Если материал сделан согласно технологии, то даже при длительном нахождении на улице под открытым небом, он годами не меняется.

Прочностные показатели и особенности монтажа

Цементно-стружечные плиты плохо переносят изгибающие деформации, но имеют очень высокую прочность при продольных нагрузках. Потому их используют для монтажа на вертикальные поверхности. Класть их на лаги производители не рекомендуют, а вот при укладке на черновой пол или черновую стяжку материал ведет себя стабильно. Так как плита ЦСП не боится попадания воды, ее можно укладывать на пол в помещениях с повышенной влажностью.

Модуль упругости:

• при сжатии и изгибе 2500 МПа;
• на растяжение — 3000 МПа;
• при сдвиге — 1200 МПа.

Если ЦСП Монтируется на каркас, необходима обрешетка с шагом не менее 60 см. При монтаже крепеж устанавливается с шагом 20 см. Саморезы ставим не только по периметру, но и по промежуточным рекам обрешетки. В этом случае на плиту ЦСП можно клеить плитку (грунтовка, после ее высыхания — не клеевой состав можно укладывать плитку).

Пожароопасность и морозостойкость

Плита ЦСП относится к трудносгораемым материалам, по поверхности огонь не распространяется, при сгорании токсичные или вредные газы не выделяются. Предел огнестойкости (способность сдерживать огонь) — 50 мин. Это значит, что материал разрушится после 50 минут нахождения в огне.

Высокая морозостойкость — снижение прочности после 50 циклов заморозки/разморозки не более 10%, что позволяет использовать материал для строительства домов даже в условиях Крайнего Севера. Срок эксплуатации этого материала на улице — 50 лет.

Сравнение ЦСП и ОСБ по горючести

Именно эти свойства делают ЦСП более предпочтительным материалом в каркасном домостроении. Строение получается более надежным с точки зрения пожарной безопасности.

Звукоизолирующие своства

Плита ЦСП имеет неплохие звукоизоляционные характеристики и может использоваться при обшивке наружных или внутренних стен:

• снижение уровня воздушных шумов для плиты толщиной 10 мм — порядка 30 дБ, для 12 мм — 31 дБ;
• снижение уровня ударных шумов при плитах, уложенных на железобетонное перекрытие — при толщине 20 мм составляет 16 дБ, при толщине 24 мм — 17 дБ;

При использовании дополнительных промежуточных слоев ударные шумы становятся тише еще на 9-10 дБ. То есть, каркасные стены, обшитые плитами ЦСП, задерживают достаточное количества звуков чтобы дом был тихим.

Лучшая комбинация — сочетание цементно-стружечной плиты и минеральной ваты. Минеральная вата также служит в качестве утеплителя, так как из-за однородности ЦСП имеет небольшое тепловое сопротивление (не является теплоизоляционным материалом).

Эксплуатационные характеристики

Плитам ЦСП присуща высокая паропроницаемость — 0,03 — 0,23 мг/(м·ч·Па). Это примерно на том же уровне, что и у натуральной древесины. При правильном подборе пирога обшивки стен, в помещениях влажность будет регулироваться естественным путем.

Кроме того, плита ЦСП имеет высокую устойчивость к гниению. Происходит это за счет естественного процесса образования гидроксида кальция, который образуется при превращении цемента в бетон и защелачивает материал так, что он становится неблагоприятной средой для обитания грибков, насекомых и гнилостных бактерий.

Размеры и масса

При закупке материалов для строительных и отделочных работ важны такие характеристики как размеры и масса материала. Листы ЦСП выпускаются двух размеров: при ширине 1250 мм длина может быть 2700 или 3200 мм. При этом толщина плит ЦСП может быть 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 мм.

Плита ЦСП: область применения в зависимости от толщины

Понятное дело, чем толще плита, тем больше ее масса. Примерные значения массы приведены в таблице (у разных производителей могут быть отклонения как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения массы).

Вес цементно-стружечных плит в зависимости от размеров и толщины

Еще могут понадобиться такие параметры:

• площадь одного листа:
  • 1250*2700 — 3,375 м²;
  • 1250*3200 — 4,0 м²;
• вес кубометра ЦСП — 1300-1400 кг.

Лист ЦСП представляет собой однородный монолитный материал без воздушных вкраплений, что объясняет высокую теплопроводность материала. Это надо учитывать при разработке пирога утепления. Материал хорошо клеится с древесиной, полимерами и металлом, так что при строительных работах он удобен.

Способы крепления

Плита ЦСП может крепиться при помощи гвоздей или саморезов. При монтаже на каркас, плиты должны монтироваться строго вертикально.

Область применения цементно-стружечных плит в частном строительстве

Для крепления цементно-стружечных плит можно использовать:

• Оцинкованные винтовые гвозди диаметром от 2,5 мм. Длина подбирается в зависимости от толщины листа и всего пирога. Ущемленная часть гвоздя должна быть не менее двойной толщины плиты, но не менее 10 диаметров гвоздя.
• Шуруп и саморезы с предварительным засверливанием отверстий под головки. Длина выбирается по тому же принципу.

При монтаже плит ЦСП необходимо строго следить за количеством и порядком установки крепежа: материал имеет большую массу, так что крепеж надо устанавливать не менее рекомендованных величин. Расстояние между гвоздями или саморезами зависит от толщины плиты и указано в таблице.

Как и с какой частотой устанавливать крепеж при монтаже ЦСП

Каждый лист цементно-стружечной плиты фиксируется по периметру, отступив определенное расстояние от кромки листа. Частота установки вдоль длинной и короткой стороны листа одинаковая, но зависит от толщины материала. Кроме того есть еще промежуточное крепление — посередине высоты. Тут частота установки саморезов или гвоздей в два раза реже чем по периметру.

Методы обработки и отделки

Несмотря на то что цементно стружечная плита намного прочнее ДСП, обрабатывается она теми же инструментами: фрезером, пилой, электролобзиком. Разница в том, что использовать надо более прочные пилки.

Для сверления рекомендуется использование сверла с твердым наконечником. Использовать можно как ручную, так и электрическую дрель. Шлифовать этот материал не рекомендуется, так как при этой работе снимается верхний слой, что увеличивает водопоглощение. Но при стыковке иногда возникает необходимость выравнивания высоты. В этом случае можно использовать шлифовальные машины любого типа. Рекомендуемое зерно наждачной бумаги — №16-25.

Швы при монтаже плит ЦСП

Обратите внимание, что для того чтобы швы между плитами не трескались, при внутренней отделе шов должен быть не менее 4 мм, при наружной — не менее 8 мм. Расстояние большое, может закрываться специальными рейками (обычно используется при наружной отделке) или при помощи эластичной ленты или герметика.

В качестве финишной отделки плита ЦСП может быть покрашена или покрыта штукатуркой. При наружной отделке стыки между плитами часто просто прокрашивают, оставляя их незаделанными. Еще вариант — использование алюминиевой профильной накладки, которая подчеркивает швы. Также можно закрыть шов нащельной рейкой.

Как заделать шов между плитами ЦСП при наружной или внутренней отделке

Для внутренней отделки шов заполняют герметиком, который после высыхания сохраняет эластичность. После этого можно штукатурить. Второй вариант — прокладка специального эластичного шнура, поверх которого снова-таки наносится эластичная штукатурка.

Плита ЦСП: характеристики и применение

Пол в доме и квартире должен быть ровным и теплым. Можно этого добиться заливая стяжку, но проще по черновому полу уложить листовой материал с подходящими характеристиками. Один из вариантов — плита ЦСП. Это прочный негорючий материал, который можно использовать для выравнивания, как основу под напольные покрытия. 

Содержание статьи

Что такое плита ЦСП, состав

Плита ЦСП — листовой материал для наружной и внутренней отделки. Может использоваться на стенах, потолке, кровле, в качестве чернового пола, как основа под напольное покрытие. Состав ЦСП — древесная стружка и цемент с добавками.

Так выглядит плита ЦСП. На стезе видна стружка, хотя боковые поверхности ровные

• портландцемент марки М500 – 60-65 %;
• древесная (деревянная) стружка средней и мелкой фракции – 24-25 %;
• вода – 8,5-10 %;
• добавки (хлористый кальций, сернокислый алюминий, сульфат алюминия, хлористый алюминий, силикаты натрия) – 2-3 %.

Примерный состав плит ЦСП

Плита ЦСП формируется из трех-четырех слоев. Внутренние слои в ЦСП из опилок большей длины (толщина опилок 0,2-0,3 мм, длина 10-30 мм), наружные — из более мелкой. Внутренний слой служит для придания прочности и упругости, наружный позволяет сделать плиты с гладкой поверхностью, которая требует минимальной отделки. Сформированные листы подаются в пресс, затем высушиваются до нормальной влажности (10-12%).

Характеристики

Цементно стружечная плита имеет следующие характеристики:

Как видите, характеристики плит ЦСП хорошие. Еще один положительный момент — высокая плотность материала приводит к тому, что саморезы в нем держатся хорошо. Удельное сопротивление при выдергивании 4-7 Н/м. Это выше, чем у ДВП и, тем более, чем у ГВЛ (гипсоволокнистый лист). Но чтобы установить крепеж в очень плотные листы, приходится предварительно сверлить отверстия. А если надо чтобы шляпки не торчали, то и зенковать.

Важные свойства

По сути своей, цементно-стружечная плита — застывший цементный раствор, в котором в качестве армирующего вещества использована стружка. То есть, материал безвреден в плане экологичности. Его можно резать разным инструментом. Ножовкой — сложно и медленно, в лобзик нужна специальная пилка по бетону, а вот УШМ (болгаркой) режется быстро, но процесс очень пыльный. Если есть необходимость, хорошо фрезеруется.

Какой толщины ЦСП класть на пол: рекомендации производителей

Плита ЦСП не поражается грибком и насекомыми. Склеивать можно с древесиной, металлами и полимерами (пластиком). При необходимости, можно уложить два слоя один на другой. Если хотите чтобы был монолит, используйте плиточный клей на основе цемента.

Один из важных аспектов — низкая горючесть. Не шамотный кирпич, конечно, но при воздействии высоких температур медленно обугливается, затем рассыпается.

Область применения

Если говорить о плюсах ЦСП, в первую очередь стоит упомянуть негорючесть материала. Он не воспламеняется и не поддерживает горение. Второй положительный момент — отсутствие синтетических составляющих, которые выделяют стирол и формальдегид. Этим объясняется популярность этого материала в каркасном домостроении. Даже несмотря на солидный вес плит, из них делают обшивку первого и второго этажа.

Область применения плит ЦСП — стены, потолок, пол, опалубка

Плита ЦСП для пола тоже используется. Но стоит сказать, что материал имеет нестабильную геометрию. Объясняется это технологическими особенностями. Так что получить идеально ровную поверхность без «ступенек» между листами сложно.

Второй момент. Плиты ЦСП пластичны. В том смысле, что если их уложить на неровную поверхность, со временем они примут форму поверхности. С одной стороны, это хорошо — там где некоторые листовые материалы на неровностях пола могут сломаться, ЦСП просто повторит форму. С другой стороны, на лаги с большим расстоянием не положишь даже толстый лист — со временем провиснет. На черновой пол или другое основание с минимальными зазорами, его можно использовать без проблем.

ЦСП на пол: как использовать

Пол из ЦСП рекомендуют делать из плит толщиной не менее 20 мм. Теоретически, плиты такой толщины можно класть и на лаги, но шаг их установки лучше делать небольшим. На сплошное ровное основание (бетонную стяжку или черновой пол) можно использовать и более тонкие листы, но теплоизоляционные и звукоизоляционных характеристики будут ниже.

Зависимость теплоизоляционного коэффициента от толщины плиты и вес одного листа разной толщины

Как основание под укладку финишного покрытия — это один из неплохих вариантов. Можно класть как мягкие (линолеум, ковролин, плитку ПВХ, пробку), так и жесткие (ламинат, паркет, паркетная доска) покрытия. Кладут на ЦСП и плитку. В этом случае берите клей на основе цемента и смотрите, чтобы основа была стабильной, не было движения. При раскладке старайтесь сделать так, чтобы шов плитки не приходится на стык двух листов.

Под жесткие покрытия (в частности под плитку), можно укладывать ЦСП не вдоль стен, а наискосок. Таким образом, при прямой раскладке точно избежите совпадения швов. Возни с такой укладкой плит больше, зато нагрузка на швы будет ниже. Меньше шансы на трещины по швам или разлом плитки, вспучивание шва ламината.

Как заделывать стыки ЦСП

Так как цементно-стружечная плита имеет тепловое расширение, плиты укладывают не вплотную друг к другу, а с зазором. Под твердое напольное покрытие стыки можно не заделывать (открытый шов). Швы должны приходиться на основание (балку, лаги, обрешетку), потому стык не будет пустым. Для лучшей изоляции, на балку при открытом шве, укладывают полосу гидроизоляционного материала. Это может быть плотная полиэтиленовая пленка, рубероид или более современные гидроизоляционные материалы.

Как заделывать стыки ЦСП на полу

Если пол из плит ЦСП делают под мягкое напольное покрытие, шов заполняют эластичным герметиком. При выборе герметика обращайте внимание, чтобы после высыхания он сохранял эластичность, иначе он просто раскрошится и просядет. Также он должен быть совместим с древесиной и цементом. Лучшие в этом плане сополимеры, но они дорогие.

Есть еще один вариант заполнения стыка плит ЦСП на полу — эластичный шнур из вспененного полиэтилена. Его прокладывают в зазор, а сверху можно замазать или покрасить.

Чем крепить и шаг установки крепежа

Крепить ЦСП можно гвоздями или самонарезными шурупами (саморезами). Подбор крепежа зависит от толщины плиты. Длина гвоздя или самореза должна быть не менее трехкратной толщины плиты. Например, крепите плиту толщиной 16 мм. Длина самореза или гвоздя — 48 мм или больше (16 мм * 3 = 48 мм).

С каким шагом крепить ЦСП

Крепеж устанавливается:

• по периметру листа;
• вдоль поперечных балок.

По периметру листа, саморезы или гвозди ставят отступив некоторое расстояние от кромки. Это расстояние, а также шаг установки, зависит от толщины листа. Все данные приведены в таблице выше. Это максимально допустимые расстояния. Для пола это не так критично, как для монтажа на вертикальные поверхности, но, все равно, реже устанавливать крепеж можно, больше — нежелательно.

Два слоя

При устройстве полов по жесткому основанию (деревянный пол, черновой пол, бетонная плита), рекомендуют класть два слоя листов. Суммарная их толщина и используемые теплоизоляционные материалы (если они есть) должны давать требуемый уровень теплоизоляции и шумопоглощения.

Как класть плиту ЦСП на жесткое основание

В таком случае плита ЦСП второго ряда укладывается со смещением швов. Смещение швов должно быть не менее 50 см. Слои можно скрутить между собой саморезами. Если промазать их клеем, будет практически монолит. Это, кстати, выход, если поднимать толстые плиты на высоту сложно. Более тонкие можно даже по лестнице занести.

Не забываем по периметру помещения оставлять зазор на тепловое расширение — он равен 3-6 мм. Чтобы при укладке ЦСП оставить зазор вдоль стен, можно подпереть монтажными клинышками, вставить прокладки между стеной и краем листа. Толщина вставки — 4-6 мм. Можно по периметру раскатать демпферную ленту. Она еще и теплозвукоизоляционные характеристики улучшит. Если бюджет ограничен, можно нарезать на полосы тонкий пенопласт и проложить вдоль стен эти полоски.

Пол с подогревом из ЦСП плиты под плитку.

применение, технические характеристики, толщина, вес

Цементно-стружечная плита (ЦСП) – это универсальный строительный материал, подходящий как для внутренних, так и для наружных работ. Причем по сумме своих характеристик она превосходит любой листовой материал на основе древесины (ДСП, ОСП), поскольку, помимо высоких тепло- и звукоизолирующих качеств, а равно и завидной прочности, ЦСП плита демонстрирует приемлемую пожаростойкость и полное отсутствие коробления или усадки. Благодаря этому ЦСП можно красить, оштукатуривать, отделывать керамикой (плиткой) или сайдингом.

1

Из чего делают такие плиты – нужны ли добавки

ЦСП – это многокомпонентный листовой стройматериал, в процессе изготовления которого используется портландцемент и стружка древесины. Кроме того, в состав плиты входят специальные химические добавки, позволяющие основным материалам соседствовать без особых проблем. Ведь в обычных условиях древесина не дружит с цементом, который провоцирует чрезмерное увлажнение и связанные с ним коробление и гниение материала.

Для изготовления ЦСП используется портландцемент и стружка

Применение специальных добавок (до 2,5–3 % от общего объема) устраняет негативные последствия соседства дерева и цемента, придавая ЦСП такие полезные свойства первого и второго компонента, как теплостойкость и огнестойкость. Причем из-за процентного соотношения – на 24 % дерева приходится 65 % цемента – плита приобретает и другие положительные качества: высокую прочность, морозостойкость, звукоизоляционные свойства, паропроницаемость и полное игнорирование материала как насекомыми, так и грызунами.

Кроме того, одновременно деревянная и цементная плита демонстрирует такие качества, как устойчивость к грибкам, влагостойкость, сопротивляемость температурной усадке и совместимость с большинством отделочных материалов, которая объясняется завидной адгезией. При этом химические добавки в ЦСП не относятся к экологически вредным материалам, поскольку не содержат ни асбеста, ни формальдегида.

2

Каковы технические характеристики и типоразмеры

Отечественные предприятия выпускали первые плиты ЦСП для пола и стен с конца 80-х годов ХХ века. Сейчас этот композитный строительно-отделочный материал производят на шести предприятиях, придерживаясь следующего размерного ряда:

• Длина – от 2,7 до 3,2 м. Причем наибольшей популярностью пользуются плиты длиной 3 метра.
• Ширина – ровно 1,25 м. Этот размер является своеобразным стандартом, определяющим шаг обрешетки при отделке поверхностей ЦСП.
• Толщина – от 8 до 36 мм. Причем данный параметр делит номенклатуру на 7 типоразмеров, а глубина самых ходовых листов равняется 10, 16 и 20 мм.

Толщина и длина листа влияют на такую величину, как вес ЦСП. Причем меньше всего весит 8-миллиметровая плита длиной 2,7 метра – 36,45 кг, а максимальный вес будет у 36-миллиметровой плиты длиной 3,2 метра – 194,4 кг.

Прочие характерные для плиты ЦСП технические характеристики выглядят следующим образом:

• Плотность – от 1,2 до 1,4 т/м³. Разница в плотности зависит от уровня влажности, который может быть нестабильным (стандарты допускают колебания в пределах 3 %).
• Прочность – на изгиб 9-12 Мпа, на растяжение – 0,4 Мпа. Как видите, плита плохо реагирует и на изгиб, и на растяжение. Другое дело – продольная деформация. В этом случае сопротивляемость ЦСП настолько велика, что ее можно использовать для усиления несущей стены дома.
• Стандартная влажность – 9 %. Причем, после суточного пребывания в воде этот показатель увеличивается лишь до 16 %, а линейные размеры листа меняются на 0,3 % по длине и 2 % по толщине.
• Паропроницаемость – 0,03 мг/(м·ч·Па). Благодаря пористой структуре, цементно-стружечные листы относятся к «дышащим» материалам, что, в сочетании с общей экологичностью основы, повышает привлекательность этого варианта в глазах строителей безопасных для здоровья людей жилищ.
• Коэффициент теплопроводности – 0,26 Вт/(м·К). С чистой древесиной такой лист сравнить нельзя (0,15), но по сравнению кирпичной кладкой (0,7) цементно-стружечные плиты выглядят очень достойно, а по сравнению с чистым бетоном (1,75) так и вовсе изумительно.

Отечественные ЦСП производят на шести предприятиях

Впрочем, какие бы не демонстрировала плита ЦСП технические характеристики – применение этого материала связано с решением узкого набора задач, которые будут рассмотрены ниже по тексту.

3

Недостатки плит из цемента и стружки – в чем они заключаются

После обзора характеристик хотелось бы упомянуть и недостатки ЦСП. В первую очередь к таковым следует отнести значительный вес листа, затрудняющий транспортировку панели на верхние этажи или кровлю. Впрочем, для формирования кровельного пирога обычно используют 10- или 16-миллиметровые листы, вес которых не превышает 75-85 килограмм, что вполне приемлемо для бригады кровельщиков из 3-4 человек.

Недостаток ЦСП — низкая прочность на изгиб

Вторым серьезным недостатком ЦСП является низкая прочность на изгиб. Такие плиты не годятся для строительства арок и прочих архитектурных форм с изогнутыми линиями. Однако, в случае необходимости, на место цементно-стружечной плиты может стать тот же ОСП лист.

4

Практика применения в наружных работах – где пригодится

Благодаря высокой морозостойкости и приемлемой влагостойкости, которой обладает любая цементно-стружечная плита, применение этого материала в наружных работах будет оправдано даже в случае использования тонких, 8-миллиметровых листов. ЦСП используется при сооружении вентилируемых фасадов. В этом случае на стену строения набивают маяки, поверх которых укладывают листы из цемента и стружки. Дальнейшая отделка зависит от степени шлифовки наружной стороны панели. Нешлифованный материал можно покрыть штукатуркой, не забывая об армирующей сетке. Шлифованный лист обычно красят, либо оставляют, как есть.

Кроме того, благодаря высокой влагостойкости ЦСП, применение этого материала возможно еще и в контексте базы для сборки съемной или несъемной опалубки. Высокая жесткость, минимальное коробление от влаги и фактическая водонепроницаемость делают этот материал идеальной опалубкой многоразового или однократного применения. Причем листы легко обрабатываются, позволяя собирать конструкции даже очень сложной конфигурации. А в качестве несъемной опалубки ЦСП имеет дополнительное преимущество – лист будет работать, как гидроизолятор, попутно утепляя основание.

Немалой популярностью пользуются и сэндвич-панели на основе листов из стружки и цемента. Такие строительные материалы позволяют собрать дом за считанные месяцы. В этом случае основное преимущество ЦСП – толщина листа, которая доходит до 3,6 сантиметра и позволяет усилить общую жесткость конструкции. Поэтому из сэндвичей на основе подобных листов можно строить дома фактически любой этажности. Правда, сэндвич-панель из сверхпрочного листа толщиной 36 мм весит более 400 килограмм, что несколько затрудняет процесс строительства.

Плиты ЦСП часто используются для фасадов

В каркасном домостроении плиты ЦСП используются не только для пола или чердачного перекрытия. В этом случае панели применяют в качестве обшивки, они набиваются на стойки каркаса с предварительной укладкой пароизоляции. Причем с внешней стороны плиту сначала грунтуют, поднимая адгезию поверхности, а затем красят или оштукатуривают, получая внешне привлекательный фасад. Ну, а за теплоизоляцию в каркасном доме будет отвечать внутренний слой из минеральной ваты, расположенный между стойками каркаса, поэтому теплостойкостью ЦСП в этом случае можно пренебречь.

5

Внутренняя отделка и обустройство пола – на любой вкус

Если у вас есть ЦСП плита, применение этого материала во внутренних работах ограничивается только вашей фантазией. Из листов получается высококачественная черновая обшивка для стен или каркаса. Причем на них можно наложить слой штукатурки или грунтовки и обклеить обоями или обложить кафелем, поэтому ЦСП идут и во влажные зоны (ванные, душевые, туалеты, кухни), и в обычные комнаты. Толстые листы можно использовать при обустройстве межкомнатных перегородок.

Причем 24- или 36-миллиметровые панели используются даже без каркаса. Их складывают по 2 или 3 листа, фиксируя к потолку и полу.

Такой ход позволяет ускорить обустройство интерьера, а благодаря древесной основе в ЦСП можно не только вкручивать саморезы, но и забивать гвозди, развешивая картины, зеркала, полки или декор. ЦСП в интерьере ценится за высокую огнестойкость. Этот материал не только противостоит открытому пламени в течение 50 минут, но и не выделяет токсичных продуктов горения. Поэтому такие панели отнесены к слабогорючему типу строительных материалов Г1 – самостоятельно ЦСП гореть не будет ни при каких обстоятельствах.

Однако самая распространенная сфера применения таких плит – это межэтажные, цокольные или чердачные перекрытия. ЦСП для пола или потолка покупают более чем охотно. Этим материалом можно утеплить бетонную плиту, усилить каркасное перекрытие, повысить влагостойкость деревянной основы. Монтаж пола (цокольного перекрытия) на основе ЦСП предполагает следующие операции:

• На опорный столбик укладывают гидроизоляцию и звукоизоляцию.
• Наверх укладывают лагу (брус 5х8 сантиметров) и черепные бруски. Шаг размещения – 60 сантиметров.
• На бруски монтируется дощатый настил или тонкая ЦСП плита – применение для пола чернового типа толстых плит будет неоправданно по практическим соображениям. Ведь черновой пол держит только утеплитель.
• Поверх настила укладывают гидроизоляционную мембрану и слой утеплителя. Причем толщина этого слоя должна быть на 2-3 сантиметра меньше глубины лаги – это пространство пойдет под вентиляционный зазор.
• В конце на лагу укладывают лист ЦСП и фиксируют его на обычные саморезы с потайной головкой.

Действуя подобным образом можно получить теплый пол с отличными прочностными характеристиками даже при 20-миллиметровой толщине цементно-стружечного листа. Панели толщиной 24-36 мм можно укладывать на песчано-цементную подсыпку или утрамбованную глину, отказавшись от опорных столбиков. Для жилых домов такая технология не подойдет, но для складских помещений толстая цементно-стружечная плита, технические характеристики которой указывают на готовность выдержать большую эксплуатационную нагрузку, придется как нельзя кстати.

Цементно-стружечная плита (ЦСП) – характеристики и применение

На современном рынке строительных материалов различные листовые отделочные материалы представлены в самом широком ассортименте. Это ДСП и ОСБ плиты, различные виды фанеры, гипсокартон и другие модификации. Несмотря на это, ЦСП плита, использование которой не ограничивается только внутренними работами, заслуживает отдельного рассмотрения.

Уникальная структура материала, который состоит из, казалось бы, несовместимых ингредиентов, обеспечивает ЦСП характеристики, не только не уступающие аналогам, но и превосходящие их по некоторым показателям. Относительно невысокая стоимость, прочность и надежность, устойчивость к атмосферным воздействиям и простота монтажа делают материал незаменимым при проведении любых строительно-ремонтных работ.

В большинстве случаев для монтажа плит ЦСП применение деревянного или металлического каркаса необходимо, поэтому стоит заранее запастись необходимым материалом и крепежом.

Что такое ЦСП плита

Для производства этого уникального строительного материала используют древесные стружки и цемент. Деревянный наполнитель предварительно измельчают и сортируют, после чего проводят его антисептическую обработку хлоридами кальция и алюминия. Компоненты тщательно перемешиваются, а полученную массу заливают в специальные формы. Как правило, в состав цементно-стружечной плиты (ЦСП) входит:

• Портландцемента – 65 %;
• Древесной стружки – 24 %;
• Воды – от 8,5 до 9 %;
• Гидратационных и минеральных добавок – от 2 до 2,5 %.

Для уменьшения внутренних напряжений и более эффективного прессования, в приготовленную смесь может быть добавлено небольшое количество мазута, или индустриального масла. Заполненные формы укладываются в штабеля и прессуют. Рабочее давление может колебаться в пределах от 1.7 до 6,5 Мпа. Для ускорения гидратации и затвердевания смеси ее подвергают интенсивному нагреву в течение 8 часов.

Важно!

Упругость древесной стружки компенсирует усадку цемента, поэтому, даже в процессе высыхания размеры плит остаются неизменными.

После извлечения из опалубки, плита ЦСП транспортируется на технологический склад, где окончательно высыхает в естественных условиях. Конечным этапом производства является обдувка горячим воздухом, раскройка, шлифовка и доставка к месту хранения.

Плита ЦСП: технические характеристики

Прежде чем использовать материал, необходимо изучить его основные эксплуатационные и технические характеристики. В настоящее время,согласно ГОСТу 26816-2016, отечественная промышленность выпускает две разновидности плит ЦСП характеристики которых приведены в таблице:

Такие эксплуатационные характеристики позволяют использовать материал в самых разных областях ремонтно-строительных работ.

Сфера применения ЦСП плит

Как уже указывалось выше, плиты ЦСП, применение которых обеспечивает высокую механическую прочность создаваемых конструкций, широко используются в строительно-ремонтных и отделочных работах, в частности:

• При изготовлении опалубки фундаментов и других монолитных армированных конструкций. Использование ЦСП значительно упрощает процесс монтажа, кроме этого, такая конструкция предотвращает протечку бетона и обеспечивает формирование гладких боковых стен, не нуждающихся в последующем оштукатуривании.
• При обшивке стен и возведении внутренних перегородок. В большинстве случаев листы ЦСП крепятся к заранее смонтированному металлическому или деревянному каркасу. Толщина листов в этом случае составляет от 8 до 12 мм. Для крепления, чаще всего применяются саморезы, возможно также использование в качестве крепежа шурупов или гвоздей. В некоторых случаях при выравнивании стен могут применяться специальные клеящие полимерные смеси.
• Применение ЦСП плит для пола обеспечивает высокую механическую прочность, а также высокие показатели тепло-, гидро- и звукоизоляции. Толщина материала выбирается исходя из действующих нагрузок и расстояния между лагами, однако не рекомендуется использование ЦСП плит, толщина которых менее 14 мм.
• Применение для фасада дома позволяет не только значительно уменьшить сроки проведения работ по наружной отделке, но и обеспечивает качественную гидроизоляцию основных стен. Еще одним достоинством является то, что при использовании ЦСП, характеристики материала позволяют создавать различные виды вентилируемых фасадов. Что касается толщины листа, для наружных работ она может варьироваться от 12 до 14 мм.

ЦСП плита: размеры и цены

Независимо от марки, ЦСП-1 или ЦСП-2 (ГОСТ 26816-2016) размер листа может быть:

• Толщина: 8-40 мм, с шагом 2 мм;
• Длина: 2700/3200/3600 мм;
• Ширина: 1200/1250 мм;

В зависимости от толщины и габаритных размеров вес листа может существенно различаться:

Из таблицы видно, что листы ЦСП большой толщины имеют значительную массу, поэтому, при работе с ними желательно использовать различные подъемные приспособления.

Способы крепления ЦСП панелей

В зависимости от толщины листа ЦСП и вида выполняемых работ, крепление может быть:

• С открытым швом на шурупах;
• С открытым швом на гвоздях;
• С закрытым швом на шурупах;
• С закрытым швом на гвоздях;
• С использованием алюминиевого профиля;
• С применением декоративной рейки.

Последние два способа чаще всего используют при декоративной обработке фасадов.

Разновидности ЦСП: характеристики и их применение

В зависимости от структуры древесного наполнителя, особенностей пластификаторов и марки цемента, на основе ЦСП был разработан ряд модификаций:

Фибролит. В роли связующего элемента используется тонкая длинная стружка хвойных пород. Механические свойства наполнителя способствуют увеличению показателей фибрирования, что заметно повышает прочность и эластичность материала. Твердость поверхности полуфабриката несколько меньше, чем у ЦСП. Как правило, фибролит служит хорошей звукоизоляцией.

Арболит. В качестве наполнителя применяют отходы деревообрабатывающей промышленности, сухой камыш и даже солому злаков. Несмотря на то что технология изготовления остается неизменной, прочностные характеристики арболита заметно ниже чем у ЦСП. Основная область применения материала – обшивка несущих каркасов внутренних перегородок, тепло- и звукоизоляция.

Ксилолит. Цемент Сореля обеспечивает высокую стойкость к воздействию влаги и воды. Благодаря этому, материал получил широкое распространение при обшивке фасадов. Настиле черновых полов и устройстве кровельных покрытий.

Чем грунтовать ЦСП

Прежде чем приступить к окончательной отделке поверхности из ЦСП плит, ее необходимо обработать грунтовочным составом, желательно глубокого проникновения. Для внутренних работ можно использовать проверенную временем грунтовку Церезит СТ 17, однако стоимость ее довольно высока. Существуют и другие акриловые составы глубокого проникновения, которые мало уступают СТ 17 в качестве, а стоимость их заметно меньше.

Изготовить грунтовку можно и самостоятельно, тщательно растворив 1 кг клея ПВА в 10 л воды. Такая смесь существенно уступает грунтовкам глубокого проникновения, но все же лучше, чем ничего.

Для обработки фасадной облицовки из ЦСП применение специальной грунтовки обязательно, в противном случае окрашивание закончится катастрофой в очень скором времени. В качестве грунта можно использовать 10 %-й раствор акриловой фасадной краски.

Чем покрасить ЦСП плиту

Для придания плитам ЦСП привлекательного внешнего вида наиболее простым способом является окрашивание. После соответствующей подготовки поверхности, при помощи валика или пульверизатора наносят два слоя краски. Чаще всего для того чтобы покрасить ЦСП используют:

Краски акриловые. Такая краска имеет хорошей адгезией и отличаются высокой износостойкостью. Если финансовые возможности позволяют, лучше использовать краски в состав которых входит растворитель, но и водорастворимые фасадные акриловые краски, при правильном нанесении, прослужат от 3 до 5 лет.

Латексная краска. Это покрытие обладает устойчивостью к воздействию щелочных и слабых кислотных растворов, легко поддается мытью и механической чистке с моющими средствами. Кроме этого. Малярные работы можно выполнить самостоятельно, что позволит сэкономить значительную сумму.

Силикатная краска. Использование этого типа покрытия обладают высокой адгезией, их паропроницаемость обеспечивает оптимальные условия для циркуляции воздуха, что предотвращает появление плесневых и других грибков. Покрытию не страшны атмосферные воздействия и моющие средства, а срок службы удовлетворит даже самые высокие требования.

Прежде чем приступить к окрашиванию ЦСП, необходимо учесть, что применение алкидных красок нежелательно, поскольку при непосредственном контакте со щелочами может произойти растрескивание и отслоение покрытия.

Преимущества и недостатки применения плиты ЦСП

Как и любой материал, ЦСП, на фоне бесспорных преимуществ имеет и некоторые недостатки, рассмотрим подробнее плюсы и минусы панелей ЦСП, характеристики которых были приведены выше. К достоинствам материала можно отнести следующие свойства:

• Высокую прочность;
• Листы ЦСП даже при малой толщине обеспечивают высокую степень звукоизоляции;
• Цементно-стружечная плита не горит даже при очень высоких температурах;
• Даже без дополнительной обработки, обладает антисептическими характеристиками;
• Паропроницаемость;
• Водостойкость.

Недостатки материала менее значительны:

• Большой удельный вес плиты, затрудняющий монтажные работы;
• Недостаточная прочность при изгибающих нагрузках;
• Сложность раскроя и повышенная и большое количество пыли при порезке электроинструментом;

Для того чтобы сделать окончательные выводы, полезно будет изучить отзывы в интернете, приведем некоторые из них.

Цементно-стружечная плита: отзывы потребителей

Положительные отзывы подтверждают приведенные выше достоинства материала:

1. Плиты ЦСП решил использовать для устройства пола. На щебневую подушку уложил плиту толщиной 26мм. После этого постелил гидроизоляцию и минеральную вату, прикрепил лаги. Черновой пол настилал 16-ти мм плитами, сверху – обычный линолеум. Результатом очень доволен, сухо и тепло. Николай, Ставрополье.
2. Семейные обстоятельства заставили установить межкомнатную перегородку. Гипсокартон показался недостаточно прочным, решил использовать 8 мм ЦСП. Монтаж на деревянный каркас 50х50 мм много времени не занял, да и раскрой не очень утомил. Осталось шпатлевка и обои поклеить. Конструкция получилась прочной и надежной, очень доволен, хороший материал. Андрей. Харьков.

В отрицательных отзывах больше всего нареканий на большой вес материала и другие сложности в процессе монтажа:

Строительством и отделкой занимаюсь 15 лет. Последний объект можно считать год-за-два! Дело в том, что заказчик решил использовать для внутренних перегородок вместо гипсокартона 16 мм ЦСП, и фасад решил им обшить. Никакого подъемника у нас не было, крепили вручную. Возможно материал себя и оправдает, но монтировать очень тяжело. Виктор. Рязань.

Как только приступил к раскрою ЦСП для перегородки сразу понял, что совершил страшную ошибку. Резал болгаркой с алмазным диском, пыли не было разве что в соседнем квартале! Больше нет желания резать панели ЦСП в закрытом помещении.Алексей. Новосибирск.

В случае облицовки фасадов негативные отзывы практически не встречаются:

Снаружи дом обшит Панелями ЦСП и покрашен, под ним проложили слой полиэтилена и минеральную вату. Два года в доме сухо и тепло, снаружи — никаких мухоморов, трещин и плесени, очень довольны. Карина. Волгоградская область.

Облицовка гаража ЦСП плитами не вызвала у меня никаких затруднений. Использовал 12 мм вариант и деревянную обвязку из соснового бруса 50х50 мм. Просмотрел страшилки о возможных трещинах из-за тепловых расширений и решил оставить декоративные швы, ну вроде так и задумано. Покрасил фасадной краской и вот уже третий год никаких проблем. Юрий. Смоленская область.

Тщательно проанализировав эксплуатационные свойства панелей ЦСП, и отзывы потребителей, можно сделать следующие выводы:

• Материал является вполне бюджетным;
• Соотношение цена/качество приемлемо;
• Несложная технология монтажа позволяет проводить самостоятельную установку;
• Неудобства при монтаже обусловлены большим удельным весом материала;
• При порезке наблюдается высокая запыленность.

В целом, плиты ЦСП является востребованным как для внутренних, наружных и ландшафтных работ.

характеристики, отзывы, область применения ЦСП, цены

Цементно-стружечная плита представляет собой относительно новый стройматериал с универсальной сферой применения. Имеет полностью натуральную основу, листы ЦСП не горят, не боятся влаги, устойчивы к большинству внешних воздействий и нуждаются в минимальной защитной отделке. Отзывы в основном положительные, владельцы частных домов относят их к бюджетным. Единственным существенным ограничением является высокий удельный вес, в среднем он составляет 1300 кг/м3, что затрудняет самостоятельный монтаж.

Оглавление:

1. Особенности цементно-стружечных плит
2. Преимущества и недостатки ЦСП
3. Критерии выбора и рекомендации
4. Отзывы застройщиков
5. Цена плит разных размеров

Что такое ЦСП, основные характеристики

Материал имеет форму плоских плит с плотной и однородной структурой серо-коричневого цвета. Основу ЦСП составляют цемент и древесная стружка (65 и 24 %, соответственно), 8-8,5 % объема сырья занимает вода, остальные 2,5 % – гидратационные добавки для снижения концентрации влаги в конечном продукте (например, сульфаты алюминия). Вредные примеси отсутствуют, цементно-стружечная плита не содержит асбеста, формальдегидов или фенолов. При этом обладает высокой устойчивостью к биологическим воздействиям, образуемая цементом щелочная среда защищает стружку от гниения, грибка, насекомых и даже грызунов. По этой же причине он не боится огня, несмотря на натуральную древесину.

Технические характеристики ЦСП и их размеры регламентируются ГОСТ 26816-86. К основным показателям относят:

• Плотность – в пределах 1100-1400 кг/м3, стандартное значение составляет 1300.
• Влажность – 9±3 %.
• Водопоглощение по объему за 24 часа – не более 16 %.
• Группу горючести – Г1.
• Прочность на изгибе в зависимости от толщины плит – не менее 9-12 МПа, на сжатие – в пределах 0,4.
• Коэффициент теплопроводности – 0,26 Вт/м·К.
• Паропроницаемость – 0,03 мг/м·ч·Па, что оправдывает применение таких плит внутри помещений.
• Ухудшение прочностных характеристик при 50 циклах замерзания и оттаивания – не более 10 %.

ЦСП имеет стандартные размеры: 2700 или 3200 мм – по длине, 1200 или 1250 – по ширине, толщина варьируется от 8 до 40 мм. Поверхность плит может быть гладкой или рельефной, шероховатость у шлифованных изделий равняется нулю. Допустимое отклонение по длине и ширине не превышают ±3 мм, по толщине – ±1,4 у самых толстых листов. Отзывы подтверждают высокую геометрическую точность плит, положительно оцениваются их декоративные и изоляционные свойства (шумопоглощение внутри помещений достигает 30 дБ).

Использование в строительстве: плюсы и минусы

Основным ограничением применения цементно-стружечных плит служит высокий удельный вес. При равных размерах они проигрывают ДСП и другим листовым стройматериалам в этом плане как минимум вдвое. Использование ЦСП автоматически подразумевает увеличение нагрузки на фундамент и несущие конструкции, возрастание требований к надежности каркаса и крепежей, сложности при их транспортировке на верхние участки. Одна плита средней толщины весит не менее 80 кг, монтаж силами одного человека невозможен, так же, как и подъем на второй этаж без лесов и лебедок.

Распил и дальнейшая обработка возможны в домашних условиях, но следует быть готовыми к образованию пыли. ЦСП относятся к абразивным материалам, по прочностным характеристикам сходным с плотной древесиной, такие цели подразумевают применение инструментов с высокой частотой оборотов и твердыми рабочими поверхностями. С другой стороны, со сверлением, креплением и последующей отделкой согласно отзывам проблем не возникает, края при распиле в любом случае получаются аккуратные.

В целом, преимущества превалируют над недостатками. К плюсам относят:

• Экологическую безопасность.
• Универсальность и многофункциональность.
• Соответствие нормам пожарной безопасности: по поверхности ЦСП не распространяется пламя, материал не выделяет дым и токсичные вещества под воздействием высоких температур, предел огнестойкости составляет 50 мин.
• Длительный срок безремонтной эксплуатации, при нормальных условиях долговечность достигает 50 лет.
• Геометрическую точность форм. Эта продукция является сертифицированной, размерные характеристики цементно-стружечных плит контролирует ГОСТ. Стабильность форм сохраняется на протяжении всего срока службы, ЦСП не боятся УФ или перепадов температур. Излом возможен только при монтаже на неровную поверхность.
• Независимость от климатических условий.
• Хорошие изоляционные свойства, сфера применения включает многослойные конструкции.
• Устойчивость к влаге и гниению.
• Паропроницаемость, позволяющую дышать.

применение и характеристики ЦСП, нешлифованные блоки толщиной 10 мм

Цементно-стружечная плита (ЦСП) – материал, который активно используется в строительных и ремонтных работах. Такие плиты являются востребованными в огромном количестве сфер. Но даже эти фундаментальные конструкции представлены в большом разнообразии на строительном рынке. Прежде чем остановить свой выбор на конкретной продукции, нужно заблаговременно ознакомиться с особенностями данных конструкций и сферами их использования.

Особенности производства

Цементно-стружечная плита изготавливается по особым технологиям. В процесс создания ЦСП включаются следующие этапы:

• в основе раствора лежит вода, которую наливают в особую емкость для смешивания. Алюминий, соли и жидкое стекло тоже добавляются в емкость;
• чтобы осуществилась минерализация, в смесь добавляются элементы стружки;
• на следующем этапе происходит добавление цемента;
• для получения блока ЦСП раствор вливается в специальную форму;

• определенная толщина веществу придается с помощью пресса;
• после прессования изделие проходит термическую обработку, при осуществлении которой учитываются особенности компонентов сырья;
• для того чтобы вещество затвердело, его помещают в особые камеры. Там при температуре 80 С происходит фиксация компонентов;
• после затвердевания полотно разрезают на листы. Их размеры определяются ГОСТом.

Изделия изготавливаются только на специальных фабриках, где осуществляется жесткий контроль за выполнением каждого этапа. Самостоятельно изготовить качественную панель ЦСП невозможно.

Характеристики

У цементно-стружечной продукции имеется ряд фиксированных технических характеристик, которые объясняют многие ее свойства:

• состав на четверть выполнен из древесной стружки, чуть более 8% занимает вода, основным компонентом является портландцемент и на долю дополнительных примесей приходится 2 с половиной процента;
• толщина материала варьируется в диапазоне от 8 до 12 мм;
• ширина плиты бывает 120 или 125 см;
• длина – от 2,6 до 3,2 м. На заказ вы можете выбрать модель длиной до 3, 6 м;
• вес одного квадратного метра ЦСП, имеющего толщину 8 мм, достигает 10 кг.

Материал обладает высокой плотностью, которая достигает 1300 кг/м3. В процессе влагопоглощения плотность может увеличиваться на 2 процента. Предел способности к поглощению воды обычно не превышает 16%.

Шероховатость ЦСП плиты – это рельеф каждого листа. Он зависит от особенностей шлифовки. Нешлифованные плиты обладают показателем 320 мкм, в то время как материал, прошедший шлифование, имеет показатель 80 мкм.

Листы имеют класс огнестойкости Г1, означающий, что материал обладает слабой горючестью. Показатель теплопроводности составляет 0, 26 Вт.

Все перечисленные характеристики позволяют выбрать необходимое число и параметры строительного материала.

Существуют также различные виды материалов для плит и литых изделий из ЦСП:

• Ксилолит – высокопрочный материал с хорошей теплоизоляцией. Такие плиты часто используются для покрытия пола. Изделия представлены в большом диапазоне цветов.
• Фибролит представляет собой сырье, состоящее из длинных волокон. Он обладает высокими теплоизоляционными свойствами и мягкой текстурой. Биологические факторы не оказывают сильного воздействия на данную разновидность ЦСП.
• К мелкостружечным материалам можно отнести арболит, который применяется в различных сферах.

Плюсы и минусы

Как и любой строительный материал, ЦСП имеет ряд преимуществ и недостатков. К достоинствам подобных плит относятся:

• Материал является весьма устойчивым к воздействию влаги и перепадов температур. Плиты выдерживают до 50 циклом мороза. Такая характеристика существенно влияет на срок службы плит.
• Сырье, использующееся для создания подобных перегородок, является абсолютно безопасным для здоровья человека. ЦСП не выделяет вредных токсинов и не вызывает аллергических реакций.
• Цементно-стружечная плита прекрасно подходит для различных трансформаций. С ней можно использовать любые способы отделки и изменять поверхность изделия по собственному желанию.
• Широкий ассортимент. В современных строительных магазинах можно найти богатое разнообразие продукции.
• Демократичная цена является важным преимуществом. Поскольку материал часто используется при строительстве дома «с нуля», закупка большого числа материала не скажется отрицательно на вашем бюджете.

• Плиты подобного типа являются очень прочными.
• Важная особенность при использовании ЦСП в качестве межкомнатных перегородок – их хорошая звукопоглощаемость. Они создают необходимый уровень звукоизоляции и дополнительный комфорт в помещении.
• В отличие от некоторых других материалов, ЦСП не подвергается воздействию паразитов, вредных насекомых или грызунов, которые периодически могут появляться в частном доме.
• Материал не подвержен мгновенному возгоранию. Плита может загореться только при воздействии открытого пламени.
• ЦСП очень долговечны. Такие плиты могут прослужить не один десяток лет.

• Цементно-стружечные изделия удобны в эксплуатации. По такой поверхности удобно осуществлять различные ремонтные работы с помощью сверла, перфоратора или ножа.
• Фиксированный размер изделий способствует существенному облегчению процесса монтажа.
• Материал обладает устойчивостью к процессам гниения.
• Когда цементно-стружечную плиту используют для стяжки полов, она способствует существенной экономии средств, по сравнению, например, с самонивелирующимися составами или цементно-песчаным вариантом выравнивания.

К отрицательным свойствам ЦСП можно отнести:

• Изделия могут достигать большой массы, что существенно затрудняет их использование в высоких помещениях. Большой вес объясняется высокой плотностью материала.
• Материал непластичен. Если пытаться изогнуть такую плиту, то можно ее сломать. Риск поломки во время строительных работ объясняет необходимость покупки материала с запасом.

Исходя из представленных данных, видно, что ЦСП имеет существенно больше плюсов, чем минусов. Недостатки таких изделий с легкостью компенсируются достоинствами.

Сфера применения

Цементно-стружечные плиты используют в различных строительных и отделочных сферах. Наиболее распространенными вариантами применения являются:

• Наружное. Оно подразумевает пригодность плит для отделки фасада жилого помещения, использования плит в качестве основы для ограждений. Не исключены также работы по осуществлению несъемной опалубки. Листы ЦСП могут использоваться как в частной, так и в промышленной сфере. Из этих плит сооружаются как защитные конструкции для грядок в частных домах, так и детали для промышленных предприятий.

• Цементно-стружечная плита незаменима в строительстве каркасного дома. В этом случае она выступает в качестве отличного утеплителя. Изделия применяются для создания теплого пола. Также их нередко используют для стен, впоследствии создавая на плитах интересный декор.
• Устойчивость материала к воздействию влаги позволяет использовать его в качестве потолочного покрытия в саунах и прочих типах помещения, где уровень влажности является повышенным.

• Часто подобные листы применяют для создания перегородок в помещениях. Чтобы в качестве разделителя плиты прослужили дольше, предусматривается их покрытие особой краской, выполняющей защитную функцию.
• Самые лучшие сорта цементно-стружечных плит используют для создания мебели.
• Материал применяется при создании подоконников. Он становится более доступной альтернативой деревянным сооружениям, и при этом служит не менее долго.
• Из плотных плит допустимо изготовление особого основания для кровли в частных домах.

• Очень распространенной сферой применения плит является реставрация. Материал часто используется для придания старым зданиям лучшего облика. Кроме того, из-за своей относительно низкой цены изделия вполне пригодны для масштабных работ.
• С помощью тонких плит часто осуществляется отделка таких атрибутов частных домов, как камин и дымоход.
• Цементно-стружечные плиты иногда применяются как альтернатива цементу при осуществлении стяжки полов.

ЦСП пригодны для различного рода работ. Можно осуществлять следующие варианты обработки цементно-стружечных изделий:

• разрезание до необходимых размеров;
• создание отверстий в плитах с помощью сверла;
• фрезеровочные работы;
• увеличение прочности на стыках с помощью торцевой шлифовки;
• нанесение грунтовочной смеси, акриловых или силиконовых красок;
• облицовка керамическими изделиями;
• оклеивание стеклообоями.

Эти возможности характеризуют материал ЦСП как отличную базу под любое покрытие и как источник для воплощения творческих идей.

Производители

Существует ряд производителей ЦСП продукции, которые пользуются большой популярностью на строительном рынке и заслужили положительные отзывы покупателей.

Ленинградская фирма «ЦСП-Свирь» предоставляет светло-серую продукцию с калиброванной поверхностью. Также среди ассортимента компании встречаются шлифованные модели. В основе производства лежат европейские стандарты и высококачественное оборудование из Германии.

Башкирское предприятие «ЗСК» также отличается производством плит высокого качества в соответствии с ГОСТом. Главной особенностью продукции является ее повышенная стойкость к температурным колебаниям и влиянию погодных условий.

Костромская компания «МТИ» характеризуется особыми геометрическими характеристиками продукции и четким соблюдениям всех стандартов качества.

Тамбовская фирма «Тамак» производит плиты высокого качества. Компания очень тщательно подходит к своему делу, поэтому сложно найти среди их продукции даже малейший брак.

Омская фирма «Стропан» занимается производством упругих цементно-стружечных плит различной толщины. Компания отличается также созданием листов с повышенной звуко- и теплоизоляцией.

Зная список ведущих фирм, вы без труда сможете выбрать такие плиты, в которых не разочаруетесь впоследствии.

Советы по монтажу

В зависимости от того, как именно вы решили использовать ЦСП для своего жилища, следует прислушиваться к различным рекомендациям по правильной установке данных плит.

Наиболее распространенным вариантом становится утепление стен или пола с помощью цементно-стружечных листов. Для осуществления данной процедуры необходимо заблаговременно подготовить поверхность стен, снабдив ее обрешеткой из металла и дерева. Необходимо наличие специальных ячеек, имеющих фиксированный размер 500*500 мм.

В процессе установки оставляйте пространство в 1 сантиметр между плитами. Накрывается он особой накладкой, в качестве которой можно использовать готовые изделия из того же материала или создать их своими руками из остаточного сырья.

Чтобы закрепить полотна, необходимо использовать гвозди, шурупы и саморезы. Осуществлять крепление можно альтернативными способами – с помощью мастики или особого клеящего раствора.

Для утепления каркасного сооружения плиты необходимо устанавливать с наружней и внутренней сторон стен одновременно. Если же вы хотите утеплить помещение хозяйственного типа, то допустимо оставлять небольшое пространство между основанием стены и листом ЦСП.

В частных домах многие укладывают цементно-стружечные плиты на деревянные полы, чтобы сделать их более теплыми. Чтобы грамотно осуществить этот процесс, необходимо следовать особому алгоритму:

• Во избежание скрипящих полов в будущем основа корректируется и закрепляется саморезами. При корректировке базового покрытия обязательно нужно устранить гнилые доски и заменить их на новые. Если в поверхности имеются щели или трещины несущественного характера, их необходимо обработать шпаклевкой.
• Осуществляются замеры комнат с учетом нахождения длинной стороны полотен поперек досок.
• Необходимо спроектировать на бумаге схему укладки ЦСП.
• С помощью болгарки нужно разрезать листы до необходимых параметров, если в этом есть необходимость.
• По направлению от угла к углу производится монтаж плит. При этом лучше всего осуществлять фиксацию изделий с помощью саморезов из цинка.
• Швы между уложенными листами следует загрунтовать. Только после завершения всех этапов можно осуществлять внешнюю отделку напольного покрытия.

Особым процессом является использование ЦСП для стяжки пола. Чтобы правильно осуществить процедуру сухой стяжки, необходимо укладывать листы на особый заполнитель с гранулами и металлопрофили из гипсокартона или бруски из дерева. Саморезы для крепления цементно-стружечных плит должны подходить под сечение балок и материал, из которого они сконструированы. Такой способ выравнивания используется только в случае, если разница в перепадах уровня более 6 см, поднятие уровня с помощью полотен допустимо в среднем на высоту от 7 до 10 см.

Чтобы в процессе осуществления стяжки с помощью ЦСП не произошло ошибок, важно следовать стратегии проведения данной работы:

• необходимо на стенах помещения осуществить разбивку чистового уровня, т. е. определить высоту нового напольного покрытия;
• следует уложить пару слоев полиэтиленовой пленки, которая применяется в качестве материала для изоляции;
• демпферную ленту следует прикрепить к поверхности стен, расположенных по периметру комнаты;
• устанавливаются балки с шагом, равном размеру правила, так как недопустимо, чтобы расстояние между ними превышало 0, 5 м;

• после того, как балки выставлены четко по уровню, их следует закрепить, используя дюбели и саморезы;
• пространство между установленными направляющими необходимо заполнить сыпучим материалом, затем его нужно утрамбовать;
• после производится укладка ЦСП и их фиксация саморезами к балкам на расстоянии от 10 до 15 см.
• после очистки поверхности от пыли и мусора можно осуществлять кладку финишного напольного покрытия.

Дополнительные рекомендации

Чтобы установка цементно-стружечных плит прошла идеально, необходимо прислушиваться еще к ряду добавочных рекомендаций:

• Чтобы работа с ЦСП проходила аккуратно, не следует осуществлять ее в одиночку. Помните, что чем больший размер имеет плита, тем сильнееее хрупкость. Поэтому особенно при установке больших изделий работу необходимо выполнять с помощником.
• Не укладывайте изделия вплотную друг другу, иначе в будущем поверхность повредится при разбухании изделий из-за влажности.
• Чтобы избежать растрескивания изделий, располагайте отверстия с крепежами не у самых краев плит, а отступив от их границ на пару сантиметров.
• Если фиксация полотен осуществляется не на деревянной поверхности, а например, на металлическом профиле, то для крепления понадобятся только саморезы из металла.
• В процессе резких плит лучше всего воспользоваться ножовочным полотном. Оно поможет избежать сильного пылеобразования и позволит нарезать изделия достаточно ровно.

Цементно-стружечное полотно – материал, зарекомендовавший себя на российском рынке уже давно. Чтобы использовать данное сырье грамотно, необходимо учитывать все рекомендации профессионалов. Воспользовавшись многофункциональностью плит и советами по их монтажу, можно прекрасно отделать весь дом с помощью этого материала и долгое время наслаждаться его качеством.

В видео ниже можно посмотреть как подшить потолок листами ЦСП.

Влияние распределения размеров частиц цемента на эксплуатационные свойства материалов на основе портландцемента

Опубликовано

1 октября 1999 г.

Автор (ы)

Дейл П. Бенц, Эдвард Дж. Гарбоци, К. Хеккер, О. М. Дженсен

Аннотация

Исходный размер, пространственное распределение и состав частиц портландцемента имеют большое влияние на кинетику гидратации, развитие микроструктуры и конечные свойства материалов на основе цемента.В этой статье влияние гранулометрического состава цемента на различные эксплуатационные характеристики исследуется с помощью компьютерного моделирования и нескольких экспериментальных исследований. Исследуемые свойства включают время схватывания, тепловыделение, перколяцию капиллярной пористости, коэффициент диффузии, химическую усадку, автогенную усадку, изменение внутренней относительной влажности и микроструктуру межфазной переходной зоны. Также кратко оценены эффекты флокуляции и диспергирования частиц цемента в исходных микроструктурах.Компьютерное моделирование проводится с использованием двух гранулометрических составов цемента, которые ограничивают те, которые обычно используются сегодня, и трех различных соотношений воды и цемента: 0,5, 0,3 и 0,246. Для систем с более низким соотношением воды и цемента использование более грубых цементов может обеспечить эквивалентные или более высокие характеристики, а также снизить производственные затраты для производителя.

Цитата

Исследование цемента и бетона

Ключевые слова

строительные технологии, коэффициент диффузии, теплота гидратации, высокоэффективный бетон, межфазная переходная зона, микроструктура, моделирование, гранулометрический состав, перколяция

ГОСТ, технические условия, описания, инструкции и отзывы

Цементные плиты сегодня получили широкое распространение.Однако перед покупкой следует ознакомиться с характеристиками и функциями.

Natural

Если вы хотите построить жилье, отвечающее требованиям безопасности и качества, вам следует выбрать указанный материал. Он выступает одним из самых недорогих и не теряет актуальности за долгое время с момента выхода. Популярность данной продукции среди потребителей обусловлена ​​экологичностью и рядом уникальных характеристик. ДСП изготавливаются из натурального сырья, поэтому использовать его для строительства домов жилого назначения совершенно безопасно.Кроме того, эти полотна не способны нанести вред окружающей среде, они не радиоактивны и не выделяют вредоносных паров, грязи и пыли.

Общее описание

Цементные плиты состоят из древесной щепы, воды, специальных добавок и портландцемента. Все ингредиенты смешиваются в процессе производства в однородную пасту, прессуются и на последнем этапе подвергаются стадии ферментации. Эти изделия изготавливаются в заводских условиях, что исключает несоответствие по габаритам или качественным характеристикам.

Площадь

Цементные плиты могут применяться для внутренней облицовки стен малоэтажных домов. Кроме того, их можно использовать в помещениях, условия эксплуатации которых будут отличаться повышенной влажностью. После завершения работы поверхность плит будет достаточно загрунтована и покрыта водоотталкивающим составом. Материал сможет выдерживать тяжелые условия эксплуатации благодаря своим физическим характеристикам и свойствам. Более широкие полотна используются для строительства межкомнатных перегородок, дверей и столешниц, более тонкие полотна могут использоваться для обшивки стен.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство садоводов. Посадка семян в открытый грунт — простой и удобный метод, но эффективен только в определенных климатических зонах. I …

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска.Благодаря этой краске как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска — лакокрасочный материал, …

Частное здание

Плита может использоваться для выравнивания полов, черновой отделки, что делает поверхность более теплой, продлевает срок ее службы. Нередко описываемые полотна используются в качестве несъемной опалубки, что позволяет сократить сроки выполнения работ, обеспечивает надежность и позволяет снизить затраты на строительство.Цементные плиты, которые используются с вышеуказанной целью, становятся архитектурным элементом, улучшают внешний вид твердого бетона. В массовом порядке эти изделия могут быть использованы при изготовлении бюджетных подоконников. Низкая стоимость не говорит о том, что после того, как плита будет некрасиво смотреться в новом амплуа, напротив, подоконник обретает привлекательный вид и обладает прекрасными качествами. Это далеко не весь перечень, с помощью DSP он может использоваться как дымоходы, камины, а также внешние кожухи вентиляционных каналов.Если сравнивать этот материал с деревом, он имеет более высокую огнестойкость.

Основные характеристики

В состав описываемых стеновых панелей входит деревянная стружка в количестве 24%, вода в количестве 8,5%, портландцемент, который находится в составе в количестве 65% и дает долговечность, а также особая прочность. Кроме того, среди ингредиентов можно найти 2,5% гидратации примесей по типу жидкого стекла и сульфата алюминия.Цементно-стружечная плита, описанная выше, может иметь размеры, равные 3200 х 1250 мм, а толщина может варьироваться от 10 до 40 мм. Согласно ГОСТам, в процессе производства допускаются отклонения от нормы по размерам. Предельная мера ширины в десять миллиметров составляет 0,6 мм, с учетом этого размера от 12 до 16 мм отклонение может составлять 0,8 мм. Максимальная ширина и длина могут отличаться от заявленных параметров на три миллиметра и более.

Отзывы клиентов

Цементно-стружечная плита, описанная выше, сегодня заняла почетное место на рынке строительных материалов. Его выбирают чаще всего по той причине, что он изготовлен по ГОСТ 7016-82, что гарантирует качество. Потребители говорят, что технологии не стоят на месте, поэтому время от времени они могут приобретать товары все более впечатляющих качественных характеристик. Домашний мастер закупит пластины толщиной до 4 мм, это позволяет после установки даже не производить шлифовку.Наиболее популярные сегодня гладкие штамповочные пластины, которые состоят из мельчайших частиц. Поверхность таких изделий не требует дополнительной обработки, что, по мнению мастеров, снижает затраты и значительно сокращает время работы. Цементно-стружечная плита, в которой было указано выше, сегодня изготавливается со специальным покрытием в виде пластика, который в готовом виде выглядит как кирпичная кладка, природный камень или другие материалы. Это по душе современному потребителю, стремящемуся построить дом с максимальной экономией.

Дополнительные возможности

Описываемая продукция соответствует строгим современным требованиям, имеет высокую морозостойкость, температурные колебания и огонь. Плиты обладают хорошей устойчивостью к воздействию паразитов (грызунов, термитов, грибов и различных насекомых). Цементно-стружечная плита, которая действительно впечатляет, не содержит всех видов вредных добавок, таких как фенол или асбест. Использовать эти листы для отделки, когда в дальнейшем поверхность нужно будет красить, покрывать штукатуркой, кирпичом, плиткой и декорировать пластиком.В многоквартирных домах актуальна проблема, которая решается методом шумоподавления. Следует отметить, что DSP позволяет обеспечить показатель звукоизоляции до 30 децибел.

Если вы решили отремонтировать внешние стены дома, цементно-стружечная плита, от фасада которой хотелось бы избавиться, позволит вам выполнить работы в короткие сроки, а вы потратите минимальную сумму денежных средств. . Материал обладает высокой прочностью благодаря трехслойной структуре, состоящей из двух прочных внешних слоев и древесной стружки.Внутри более длинные частицы. Такая структура обеспечивает отличную эластичность, упругость и гладкость. Вы можете рассчитывать на водонепроницаемость и отличную устойчивость к расслоению и излому, последнее верно, когда лист подвергается изгибу.

Заключение

Завод цементно-стружечных плит выпускает материал согласно ГОСТ. Благодаря уникальным свойствам CSP используется сегодня во многих сферах строительства. Листья спокойно переносят высокие нагрузки и сложные условия эксплуатации.Как самый весомый бонус — невысокая стоимость. Все это дает возможность домовладельцам и профессиональным строителям создавать комфортные и безопасные условия для проживания, что сегодня очень ценится.

Границы | Гидратация смесей бинарных портландцементов, содержащих пары кремнезема: метод разделения для оценки степени гидратации и пуццолановой реакции

Введение

Дополнительные вяжущие материалы (SCM), такие как микрокремнезем (SF), летучая зола (FA), измельченный гранулированный доменный шлак (GGBFS) и порошок известняка (LS), широко используются в бетоне из-за их экологических характеристик и характеристик. достоинства (Juenger, Siddique, 2015).С одной стороны, СКМ могут минимизировать потребление энергии и выбросы CO ₂ , связанные с производством портландцемента (Damtoft et al., 2008; Schneider et al., 2011; Gruyaert et al., 2012; Wang et al., 2017) . С другой стороны, после короткого или длительного периода гидратации бетон с добавлением SCM может достигать аналогичных или лучших механических свойств, а также улучшенной долговечности в отношении различных механизмов разрушения, таких как сульфатное воздействие и проникновение хлоридов, по сравнению с обычным портландцементным бетоном ( Ли и др., 2016; Ю и Квон, 2016). Независимо от типа используемых вяжущих материалов, временные изменения степени гидратации и сборки продуктов гидратации оказывают прямое и значительное влияние на механические и транспортные свойства бетона. Следовательно, кинетика гидратации вяжущих материалов и развитие микроструктуры пасты имеют решающее значение для оценки и / или прогнозирования эксплуатационной пригодности и долговечности бетона.

Было разработано несколько хорошо зарекомендовавших себя методов изучения кинетики гидратации и эволюции микроструктуры простого портландцемента.Степень гидратации можно регулярно контролировать / определять с использованием одного или комбинации нескольких экспериментальных подходов, таких как измерение теплоты гидратации (Wadsö, 2015; Lapeyre and Kumar, 2018), количественное определение не испаряющейся воды и гидроксида кальция. (CH) с помощью термогравиметрического анализа (TGA) (Powers and Brownyard, 1946; Fagerlund, 2009; Ma and Li, 2013; Lothenbach et al., 2015), количественного фазового анализа с помощью порошковой дифракции рентгеновских лучей (XRD) (Snellings, 2015) и анализ изображений в отраженных электронах (BSE) (Scrivener et al., 2016). Микроструктуру и фазовый комплекс затвердевших паст можно охарактеризовать с помощью ртутной порометрии (MIP) (Ma, 2014), адсорбции азота (Escalante-Garcia, 2003), анализа изображений BSE (Scrivener et al., 2016) и т. Д. экспериментальные результаты и / или теоретическая кинетика гидратации, компьютерные модели, такие как HYMOSTRUC (van Breugel, 1995a, b), многокомпонентная модель (Kishi and Maekawa, 1996), CEMHYD3D (Bentz et al., 1998) и μic ( Бишной и Скривенер, 2009; Кумар и др., 2012), были разработаны для описания процесса гидратации цемента и / или развития микроструктуры цементного теста. Однако, когда эти методы используются в SCM, содержащих вяжущие материалы, можно столкнуться с проблемами из-за сложности SCM и многокомпонентных паст (Fanghui et al., 2015). Хотя термодинамические модели, например, GEMS (программа минимизации свободной энергии Гиббса), использовались для решения таких сложностей, они требуют конкретных вводных значений степени гидратации каждого реагента в целевой точке (De Weerdt et al., 2011; Schöler et al., 2015; Fernández et al., 2018). Компьютерные модели микроструктуры также нуждаются в явной информации, касающейся степени реакции каждого компонента и / или кинетических (например, зарождения и роста C-S-H) параметров для моделирования развития микроструктуры в многофазном цементном тесте (Ma, 2013). Таким образом, определение степени гидратации / реакции различных компонентов смешанного цементного материала является важной темой исследования.

Поскольку гидратация цемента и пуццолановые реакции SCM являются экзотермическими процессами, было разработано несколько моделей, основанных на прямых калориметрических измерениях, для описания гидратации смешанных цементных материалов (De Schutter and Taerwe, 1995; Swaddiwudhipong et al., 2003; Riding et al., 2013). Они полезны для прогнозирования теплоты гидратации и полуадиабатического повышения температуры в массивном бетоне и могут использоваться для общей оценки общей степени гидратации смешанных цементных материалов (Fanghui et al., 2016; Qiang et al., 2016; Zhang et al., 2016). Однако взаимодействие между гидратацией цемента и пуццолановой реакцией SCM (с портландитом) в этих моделях явно не рассматривается. Чтобы лучше описать гидратационные свойства многокомпонентных вяжущих материалов, необходимы количественные методы, которые могут одновременно определять степень гидратации цемента и степень пуццолановой реакции SCM.

Принято считать, что реакции SCM (аморфный диоксид кремния и оксид алюминия) потребляют CH из гидратации цемента, что приводит к образованию вторичных (т.е. пуццолановых) C-S-H и других фаз (например, гидратов алюмината кальция). Предполагая, что на степень гидратации цемента не влияют SCM, можно определить степень пуццолановой реакции SCM, включенных в ту же пасту, на основе экспериментально определенного снижения содержания CH и разумно сформулированной стехиометрии пуццолановых реакций (Shi and Day, 2000). ; Pane, Hansen, 2005; Neithalath et al., 2009; Родригес и др., 2012). Однако это предположение, хотя и является основным, неверно из-за эффекта наполнителя, эффекта разбавления, а также пуццоланового эффекта SCM. Точно так же расчет степени гидратации смешанных цементирующих материалов непосредственно по содержанию неиспариваемой воды также может быть проблематичным, поскольку влияние SCM на содержание неиспариваемой воды в пасте явно не известно (Weng et al., 1997; Escalante -Гарсия, 2003). Некоторые исследователи предлагали сначала определить степень реакции СКМ, а затем рассчитать степень гидратации цемента математически.Лам и др. (2000) предложили метод, который использует степень реакции FA в качестве «коэффициента эффективности цементирования» для расчета эффективного водоцементного отношения, на основе которого оценивается степень гидратации цемента. Ли и др. (Xiang et al., 2009) экспериментально определили степень реакции FA и общее содержание CH, из чего была получена степень гидратации цемента в смешанном цементном тесте на основе стехиометрических соотношений, предложенных Пападакисом (1999). Точность этого типа метода зависит от стехиометрических соотношений, используемых для описания пуццолановых реакций, и экспериментальных методов, используемых для характеристики степени пуццолановой реакции.Степень реакции SCM часто определяется путем измерения количества непрореагировавших SCM с использованием методов селективного растворения (Li et al., 1985; Ohsawa et al., 1985; Lam et al., 2000; Poon et al., 2001; Haha et al., 2010; Narmluk, Nawa, 2011). Однако в некоторых случаях метод избирательного растворения может быть ненадежным. Например, Haha et al. (2010) продемонстрировали, что методы селективного растворения на основе ЭДТА недооценивают степень реакции ЖК из-за присутствия аморфных фаз.Аналогичным образом, другие методы селективного растворения на основе растворителей не могут полностью растворить гидраты и непрореагировавшие фазы OPC, что приводит к непредсказуемым ошибкам. Для таких оценок также были предложены методы анализа изображений (Haha et al., 2010; Deschner et al., 2013). Эти методы, основанные на анализе изображений BSE, несовершенны, но считаются более надежными, чем методы избирательного растворения (Scrivener et al., 2015). Kocaba et al. (2012) показали, что методы избирательного растворения также ненадежны при использовании для определения степени реакции GGBFS, и предложили метод анализа изображений для получения относительно более точных оценок.Анализ изображений BSE также был рекомендован как лучший метод для характеристики степени реакции GGBFS в смешанной пасте, потому что непрореагировавшие частицы GGBFS имеют уникальный диапазон уровней серого на изображениях BSE, что упрощает их различение от негидратированного цемента и гидратов ( Скривенер и др., 2015). Несмотря на эти достоинства, анализ изображений BSE не может охарактеризовать степень реакции SF, поскольку частицы SF могут быть меньше, чем размер пикселя изображения BSE. В таких случаях исследователи рекомендовали использовать ядерный магнитный резонанс (ЯМР) (Scrivener et al., 2015). Однако в большинстве исследовательских институтов ЯМР не является широко доступным инструментом для определения характеристик. Анализ изображений BSE имеет еще один недостаток, а именно: он требует утомительной и трудоемкой процедуры подготовки образцов и большого количества изображений для выполнения статистического анализа. Следовательно, этот метод больше подходит для проверки других методов, а не в качестве основного метода для характеристики степени реакции SCM (Scrivener et al., 2016).

Другой класс методов, используемых для характеристики гидратации бинарных смесевых вяжущих материалов, может быть назван методами разделения.Для этих методов требуется только базовое оборудование для определения характеристик материала (например, ТГА и калориметрия), которое является экономичным и широко доступным. Им не требуется ни трудоемкая подготовка образцов, ни сложная интерпретация данных. Полученные экспериментальные результаты могут быть проанализированы математически, на основе теоретически выведенных стехиометрических соотношений, для оценки степени гидратации цемента и степени реакции SCM за один этап. Wang et al. (2004) предположили, что коэффициенты объемного расширения пуццолановых продуктов реакции равны таковым продуктов гидратации, и установили набор функций для описания уменьшения пористости.Пористость и содержание CH в затвердевшем цементном тесте были экспериментально определены количественно, и уравнения были решены для оценки как степени гидратации цемента, так и степени пуццолановой реакции FA. Аналогичный метод был использован для исследования системы SF-цемент (Atlassi, 1995). Эти методы просты и удобны в использовании, поэтому заслуживают дальнейшего тестирования и усовершенствования.

На основе предшествующих методов разделения, это исследование предлагает новый метод разделения для одновременной оценки степени гидратации цемента и степени реакции SCM в бинарных пастах.SF, который представляет собой относительно чистое и гомогенное соединение (содержание аморфного кремнезема> 90%), выбран в качестве репрезентативного примера SCM для демонстрации фундаментальных аспектов этого метода разделения. Предлагаемый метод не требует определения степени реакции SF посредством селективного растворения или ЯМР. Вместо этого содержание гидратной (химически связанной) воды и CH в цементных пастах SF выражается как функции степени гидратации цемента (α) и степени реакции SF (α _SF ) с использованием хорошо- установлены и подтверждены стехиометрические отношения.Поскольку вышеупомянутая пара содержимого может быть определена с использованием TGA, α и α _SF можно оценить путем решения набора уравнений (два уравнения двух неизвестных). Валидация метода осуществляется с использованием отдельного метода, основанного на косвенной пористости.

Эксперименты

Материалы

В данном исследовании использовался цемент

, который удовлетворяет требованиям ASTM C150 для портландцемента типа I. Его технические характеристики могут быть выражены начальным временем схватывания 150 минут, временем окончательного схватывания 180 минут, прочностью на сжатие в течение 7 дней 41 МПа и прочностью на сжатие в течение 28 дней 57 МПа.Химический состав цемента, выраженный в процентах оксидов, приведен в таблице 1. Минеральный состав в процентах от четырех основных минеральных фаз и гипса, рассчитанный на основе модифицированных расчетов Bogue (Standard US., 2018), указан в Таблица 2. Кроме того, площадь поверхности Blain частиц цемента неправильной формы составляет 360 м ² / кг, а его плотность составляет 3,15 г / см ³ . В данном исследовании использовался конденсированный SF, 93% которого составляет аморфный кремнезем. Его химический состав представлен в таблице 1.Средний диаметр отдельных частиц SF составляет 0,1 мкм, а средняя плотность составляет 2,2 г / см ³ .

Таблица 1 . Химический состав обычного портландцемента (%).

Таблица 2 . Минеральный состав обыкновенного портландцемента (%).

Подготовка проб

Обычные цементные пасты были приготовлены с соотношением вода / цемент ( w / c ) 0,3, 0,4 и 0,5. В бинарных вяжущих материалах уровни замещения цемента SF по весу составляли 5 и 10% соответственно.В смешанных пастах отношение воды к связующему ( w / b ) сохранялось постоянным на уровне 0,4. Шесть паст были названы PC03, PC04, PC05, SF00 (идентично PC04), SF05 и SF10 соответственно. Для приготовления паст сырье смешивали с помощью смесителя с вертикальной осью. В горшок наливали воду, затем медленно добавляли вяжущие материалы при вращении лопастей. В случае смешанных паст сначала добавляли SF, а затем цемент. Последующий процесс перемешивания состоял из 3-минутного перемешивания на низкой скорости, полуминутной паузы и 2-минутного высокоскоростного перемешивания.После смешивания свежие смеси разливали в пластиковые пробирки ϕ15 мм, и два конца пробирок закрывали для предотвращения влагообмена и карбонизации. Герметичные образцы хранили при 23 ± 2 ° C до определенного возраста для характеристики. Соответствующие возрастные категории включали 1, 3, 7, 28, 60 и 120 дней.

Термогравиметрический анализ

Термогравиметрический анализ (ТГА) был использован для определения содержания гидратной воды и CH в простых и смешанных цементных пастах. В определенном возрасте от образцов пасты сначала отпиливали небольшие кусочки, а затем измельчали ​​до мелких частиц (<63 мкм) в камере без CO ₂ .Гидратацию останавливали с помощью изопропанола [замена растворителя (Winnefeld et al., 2016)] в течение 15 минут с последующей промывкой эфиром. После сушки около 40 мг полученного порошкового образца анализировали путем регистрации веса при нагревании образца от комнатной температуры до 1000 ° C со скоростью 10 ° C / мин в TGA 5500 (TA Instruments). Газообразный азот был выбран для поддержания инертной атмосферы, а в качестве материала сравнения был выбран корунд. Содержание гидратной воды и CH рассчитывали исходя из потери массы в диапазонах <550 ° C и 450–550 ° C, соответственно (De Weerdt et al., 2011; Schöler et al., 2015; Adu-Amankwah et al., 2017). Содержание гидратной воды нормализовано по массе дегидратированного образца при 550 ° C, чтобы получить количество гидратной воды на грамм связующего ( w _H ). В обычном цементном тесте w _H используется для расчета степени гидратации цемента (α), то есть α = w _H / 0,23. Содержание CH нормализовано по массе высушенного образца перед ТГА, чтобы вычислить м _CH , то есть массовый процент CH в образце сухой пасты (безводное связующее и продукты гидратации).Обратите внимание, что вышеупомянутые диапазоны температур являются приблизительными, а точные температурные границы для диапазонов температур были определены методом касательной из соответствующей производной термогравиметрической кривой (DTG). Стандартные отклонения пяти независимых анализов TGA для всех протестированных возрастов не превышали 0,15% для м _H и 0,2% для м _CH . Также стоит отметить, что принятый метод сушки может привести к завышению содержания гидратной воды и, соответственно, степени гидратации.Однако этот метод согласуется с текущей практикой определения характеристик (Scrivener et al., 2016) и имеет достаточно высокую надежность для оценки, а не точного определения степени гидратации цемента и степени реакции микрокремнезема. в смешанном цементном тесте.

Порозиметрия для проникновения ртути

Порозиметрия проникновения ртути (MIP) использовалась для определения капиллярной пористости (ϕ), кривых распределения пор по размерам (PSD) и скелетной плотности (ρ pskeletal, г / см. ³ ) гидратированных паст, для определения параметров и подтверждения метод развязки.Во всех исследуемых возрастах от образца отпиливали кубовидные образцы с наименьшим размером менее 5 мм. Гидратационную суспензию и сушку выполняли в соответствии с процедурой сушки с заменой растворителя, предложенной Алигизаки (2005). Для расчета размера пор на основе уравнения Уошберна (Washburn, 1921) угол смачивания ртути и затвердевшего цементного теста был выбран равным 130 °, и было использовано поверхностное натяжение ртути 480 мН / м . Вышеупомянутые критические размеры образца, метод сушки и теоретические параметры, а также другие рабочие параметры были выбраны на основе общего обсуждения использования MIP в технологии бетона (Ma, 2014).Для измерений MIP использовали Micromeritics AutoPore IV 9500. Прибор имеет максимальное применимое давление 210 МПа, что соответствует минимально определяемому диаметру пор примерно 6 нм, когда выбранный угол смачивания и поверхностное натяжение используются для расчета размера пор. Стоит отметить, что, хотя MIP является неподходящим методом для определения распределения пор по размерам в материалах на основе цемента из-за хорошо известного эффекта бутылки с чернилами (Moro and Böhni, 2002), полезно указать пороговые диаметры, которые могут проникнуть внутрь. измерения объема пор, а также общие сравнения структур пор (более мелкие или более крупные) (Diamond, 2000).Только физически значимые параметры из MIP были использованы для вывода и проверки в этом исследовании.

Результаты и анализ

Параметры, относящиеся к гидратации цемента

Поскольку пуццолановая реакция SF потребляет CH из гидратации цемента с образованием вторичного продукта реакции, важно знать, как CH образуется и расходуется. Гидратация цемента настолько сложна, что до сих пор не было достигнуто соглашения о том, как это происходит. Таким образом, в данном исследовании образование CH во время гидратации цемента оценивается на основании экспериментальных результатов.Другой ключевой параметр, объем гидратов, образующихся при полной гидратации одной единицы объема цемента (κ _h ), также выводится из экспериментальных результатов. Вывод этих двух параметров из результатов TGA и MIP представлен в этом разделе. Результаты ТГА (т.е. α и м _CH ) и результаты MIP (т.е. ϕ и ρpskeletal) трех простых цементных паст в разном возрасте, использованных для получения производных, показаны в таблице 3. На рисунке 1 показано сравнение α, охарактеризованного в этом исследовании, и прогнозируемого (при 23 ° C, что соответствует температуре отверждения в этом исследовании) с помощью модели, разработанной Riding et al.(2013). Модель Райдинга была разработана путем регрессии по степени гидратации 7 типов портландцементов в различных пастах (различные соотношения w / c в 18 разных возрастах), и, таким образом, отражает влияние состава цемента, крупности и w / c. c по кинетике гидратации. Это сравнение в значительной степени показывает надежность метода ТГА, использованного в данном исследовании для оценки степени гидратации цемента.

Таблица 3 . Экспериментальные результаты простых цементных паст.

Рисунок 1 . Сравнение данных о степени гидратации и модели Райдинга.

м _CH и ρpskeletal учитывают только твердые фазы (безводный цемент и продукты гидратации), а доли безводного цемента и продуктов гидратации в твердых фазах определяются α (независимо от w / c ). Следовательно, и m _CH и ρpskeletal должны быть функциями α.На рисунках 2, 3 м _CH и ρpskeletal показаны в зависимости от α. Две кривые / линии добавлены, чтобы отметить глобальные тенденции диапазона высокой степени гидратации. На рисунке 2 можно увидеть, что м _CH немного увеличивается в диапазоне низких α, постепенно сливаясь с линией тренда диапазона высоких α, что показывает прямо пропорциональную зависимость между м _CH и α. Как видно на рисунке 3, эволюция ρpskeletal имеет аналогичную тенденцию: она немного уменьшается по отношению к α в диапазоне низких α, а затем сливается в линию, где существует отрицательное постоянное соотношение между этими двумя параметрами.Авторы признают, что данные о раннем возрасте (или диапазон низких значений α) зависят от быстрой гидратации C ₃ A, поэтому для дальнейшего анализа выбираются только данные о возрасте> 3 дней (или α> 0,5). Это также означает, что метод, разработанный в этом исследовании, применим для цементных материалов в более позднем возрасте, а не в раннем.

Рисунок 2 . Изменение массовой доли CH после степени гидратации.

Рисунок 3 . Эволюция плотности скелета пасты после степени гидратации.

При условии 1 см ³ (единица объема) цемента и без учета усадки объем цементного теста, приготовленного с использованием специального w / c , составляет

Vp = 1 + ρcem · w / c (1)

где ρ _cem — плотность цемента. При определенной степени гидратации α объем безводного цемента составляет

Безводный = 1 -α (2)

Общий объем твердых фаз, включая безводный цемент и гидраты, можно рассчитать как

Vs = Vp · (1 — ϕ) (3)

, в котором объем гидратов

Vh = Vs — Безводный (4)

Из м _CH объемная доля CH в твердых фазах может быть рассчитана как

vCH s = mCH · ρ pskeletalρCH (5)

, где плотность CH, ρ _CH = 2.24 г / см ³ . Таким образом, объем CH можно получить как

VCH = vCH s · Vs (6)

На основе V _CH объемная доля CH в гидратах рассчитывается как

vCH h = VCHVh (7)

, а объем CH, образующийся, когда эта единица объема цемента полностью гидратирован, может быть определен как

.

Подводя итог, два вышеуказанных параметра можно выразить как

vCHh = mCH · ρpskeletalρCH · (1-ϕ) (1 + ρcem · w / c) (1-ϕ) (1 + ρcem · w / c) — (1-α) (9)
κCH = mCH · ρpskeletal · (1-ϕ) (1 + ρcem · w / c) ρCH · α (10)

Используя результаты TGA и MIP, приведенные в таблице 3, вычисляются vCH h и κ _CH , которые отображаются в зависимости от α на рисунках 4, 5, соответственно.Видно, что в диапазоне высоких α как vCH h, так и κ _CH являются константами. После усреднения эти два параметра получаются как vCH h = 0,272 и κ _CH = 0,583 соответственно.

Рисунок 4 . Развитие vCH h после степени гидратации.

Рисунок 5 . Эволюция κ _CH после степени гидратации.

Учитывая эти две константы, объем гидратов, когда одна единица объема цемента полностью гидратирована, κ _h , может быть получен как κh = κCH / vCH h = 0.583 / 0,272 = 2,14. Это выведенное значение κ _h согласуется со значением, используемым для разработки известной модели Пауэрса, то есть 2,13 (Sanahuja et al., 2007).

Реакция SF в бинарной пасте

В данном исследовании предполагается, что пуццолановая реакция SF протекает в соответствии с уравнением (11). Это предположение было успешно использовано во многих моделированиях и расчетах с участием SF (Bentz, 2000; Bentz et al., 2000; Swaddiwudhipong et al., 2003; Yajun and Cahyadi, 2004).

С + 1.1Ч + 2.8Н → С1.1Ш4.9 (11)

Согласно уравнению (11), когда 1 г аморфного диоксида кремния вступает в реакцию, масса образовавшегося пуццоланового C-S-H составляет

κr, S m = MPC-S-H / MS (12)

, где M _i представляет собой молекулярную массу i в г / моль. Учитывая, что молекулярная масса пуццоланового CSH M _{PC — S — H} = 191,8 г / моль (на основе стехиометрии CSH, показанной в уравнении 11) и кремнезема M _S = 60 г / моль, κr, S m = 191.8/60 = 3,20 г / г прореагировавшего диоксида кремния. Масса израсходованного CH и воды составляет 1,1 M _CH / M _S = 1,36 г / г прореагировавшего кремнезема и 2,8 M _H / M _S = 0,84 г / г прореагировавшего диоксида кремния соответственно. В системе, содержащей SF, увеличение количества гидратной воды равно количеству потребляемой воды, то есть 0,84 г / г прореагировавшего диоксида кремния. Если в качестве реагента используется SF, а не диоксид кремния, количество потребляемого CH и H следует умножить на содержание стекловой фазы, GC _SF , в то время как общее количество твердых продуктов, образующихся при полной реакции 1 г SF читает

κr, SF m = κr, S m · GCSF + (1 — GCSF) (13)

Для SF, используемого в этом исследовании, GC _SF = 93%, таким образом, κr, SF m = 3.20 × 0,93 + (1–0,93) = 3,04 г / г прореагировавшего SF. Один из реагентов в уравнении (11), CH, образуется при гидратации цемента. Следовательно, чистое увеличение массы продуктов реакции, когда полностью прореагировало 1 г SF, может быть рассчитано путем вычитания массы израсходованного CH, то есть 1,36 г / г прореагировавшего диоксида кремния, из κr, SF m, то есть

κr, SF m ′ = κr, SF m — 1,36 GCSF (14)

Подставляя GC _SF в уравнение (14), вычисления приводят к kr, SF m ‘= 1,78 г / г прореагировавшего SF, в котором общее увеличение химически связанной гидратной воды и гелеобразной воды составляет 0.78 г / г прореагировала SF. Следует отметить, что это описывает «недонасыщенное» состояние. Если продукты реакции сушить при относительной влажности 11%, вода геля испарится, и C _1,1 SH _3,9 превращается в C _1,1 SH _2,0 (Bentz, 2000). В таких сухих условиях κr, S m = 2,63 г / г прореагировавшего диоксида кремния, а потребляемая вода составляет 0,9 M _H / M _S = 0,27 г / г прореагировавшего диоксида кремния. В соответствии с уравнениями (13, 14) значение kr, SF m ′ = 1.25 г / г прореагировавшего SF, в котором химически связанная вода составляет 0,25 г / г прореагировавшего SF. Подводя итог, для полной реакции 1 г SF (использованного в этом исследовании) в условиях насыщения требуется 0,78 г воды, в которой 0,25 г превращается в химически связанную воду, а 0,53 г — в гель воды или физически связанную воду.

Когда 1 см ³ (единица объема) диоксида кремния полностью прореагирует, объем пуццоланового C-S-H составляет

κr, S v = VPC-S-HVS (15)

, где V _i представляет молярный объем i в см ³ / моль.Учитывая, что V _{PC — S — H} = 101,81 см ³ / моль, V _S = 27,27 см ³ / моль, V _CH = 33,1 см ³ / моль и V _H = 33,1 см ³ / моль, можно рассчитать, что κr, S v = 101,81 / 27,27 = 3,73 см ³ / см ³ прореагировал диоксид кремния. Объем потребляемого ЦО и воды равен 1.1 V _CH / V _S = 1,34 см ³ / см ³ прореагировавший кремнезем и 2,8 V _H / V

3

02 S = 1,85 см ³ / см ³ прореагировавший кремнезем, соответственно. Если в качестве реагента используется SF, а не кремнезем, расчеты могут быть выполнены аналогично расчетам массы выше. Таким образом, когда 1 см ³ (единица объема) SF полностью прореагирует, общий объем продуктов реакции (включая инертный остаток и при условии, что остаток имеет ту же плотность, что и аморфный диоксид кремния) составляет

κr, SF v = κr, S v · GCSF + (1 — GCSF) (16)

Чистое увеличение объема продуктов реакции по отношению к объему гидратов цемента составляет

κr, SF v ′ = κr, SF v — 1.34 ЗКФ (17)

Подставляя GC _SF = 93% в уравнения (16, 17), можно вывести, что κr, SF v = 3,54 см ³ / см ³ вступил в реакцию SF и kr, SF v ′ = 2,29 см ³ / см ³ прореагировавший SF. Параметр kr, SF v ‘превышает κ _h (2,14 см ³ / см ³ гидратированный цемент), что означает, что SF более эффективен при заполнении капиллярных пор, чем цемент, при той же степени гидратации. / реакция.

Разделение гидратации цемента и реакции SF

В разделе «Параметры, относящиеся к гидратации цемента», κ _CH было выведено как 0,583 см ³ / см ³ гидратированный цемент. Когда 1 г цемента полностью гидратирован, массу образовавшегося CH можно рассчитать как κCH m = κCH · ρCH / ρcem = 0,415 г. Учитывая, что 1 г смешанного вяжущего состоит из м _цем г цемента и м _SF г SF, и он гидратирован до определенной степени, в которой степень гидратации цемента равно α и степень реакции SF равна α _SF , массовая доля CH в высушенной твердой фазе (высушенной в соответствии с разделом Термогравиметрический анализ) может быть рассчитана как

mCH = κCHmmcemα-1.36GCSFmSFαSFmcem (1 + 0,23α) + mSF (1 + 0,27GCSFαSF) (18)

при количестве гидратной воды

wH = 0,23αmcem + 0,27GCSFαSFmSF (19)

Два параметра, м _CH и w _H , смешанных паст в разном возрасте были определены TGA. Результаты показаны в Таблице 4. Обратите внимание, что SF00 здесь и PC04 в разделе «Параметры, относящиеся к гидратации цемента» — это одни и те же пасты (тот же цемент и тот же w / c ). Однако они были приготовлены в двух разных партиях: первая партия (PC04) для определения параметров, а вторая партия (SF00) для сравнения с пастами со смесями SF. m _CH и w _H (или α) SF00 в таблице 4 более или менее отклоняются от такового для PC04 в таблице 3 в том же возрасте. Эти ограниченные отклонения объясняются изменениями фактических условий отверждения (то есть температуры и влажности в помещении для отверждения). Эволюция м _CH показана на рисунке 6. Можно видеть, что чем выше замещение SF, тем ниже м _CH в том же возрасте.Даже с учетом эффекта разбавления, вызванного введением SF, м _CH в смешанном цементном тесте все еще ниже, чем у эталонного простого цементного теста. Это, безусловно, следует отнести к расходу CH в пуццолановой реакции SF.

Таблица 4 . Результаты ТГА паст из смесей SF ( w / b = 0,4).

Рисунок 6 . Эволюция и сравнение м _CH в пастах со смесями SF.

Замена м _CH , w _H (Таблица 4), м _cem (0,95 дюйма SF05 и 0,90 дюйма SF10) и м

3 900

02 (0,05 в SF05 и 0,10 в SF10) в уравнения (18, 19), в этих двух уравнениях осталось только два неизвестных, то есть степень гидратации цемента, α, и степень реакции SF, α _SF . Решая этот набор уравнений, α и α _SF могут быть определены одновременно.Результаты представлены на рисунке 7. Из рисунка 7 видно, что включение SF ускоряет гидратацию цемента в раннем возрасте, но немного подавляет гидратацию цемента в более позднем возрасте. Чем выше коэффициент замещения, тем значительнее будет эффект. Ускорение в раннем возрасте можно объяснить эффектом разбавления (константа w / b увеличивает эффективную w / c ) и эффектом наполнителя (мелкие частицы SF увеличивают центры зародышеобразования для осаждения продуктов гидратации), и последний эффект должен быть доминирующий.SF полезен для раннего развития гидратации и прочности и приводит к образованию более плотной микроструктуры по сравнению с обычным цементным тестом. Однако плотная микроструктура может затруднять проникновение воды к негидратированным остаткам цемента, что подавляет гидратацию цемента в позднем возрасте (Neville, 1995). Эта плотная микроструктура, сформированная в раннем возрасте, также может препятствовать реакции агломерированных частиц SF в более позднем возрасте. Это объясняет, почему α _SF почти перестает расти через 28 дней, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7 . Эволюция α и α _SF в пастах с цементной смесью.

Кинетика гидратации бинарных паст Цемент-СФ

В данном исследовании модель, разработанная Riding et al. (2013) принят для описания кинетики гидратации цемента в обычном цементном тесте. Эта модель выражается уравнением (20)

α (t) = αu · e- (τ24 · t) β (20)

, в котором α _u является физически значимым параметром — предельная степень гидратации, τ — параметр времени гидратации в часах, связанный с периодом индукции, β — параметр наклона гидратации в период ускорения, а t представляет возраст пасты в днях.В смешанных пастах общая степень гидратации вяжущего состоит из двух компонентов: степени гидратации цемента α и степени реакции SF α _SF . Предполагается, что степень гидратации цемента в смешанном вяжущем также может быть описана моделью Райдинга. Уравнение (20) было использовано для соответствия точкам данных на рисунке 7, как показано на рисунке 8, а полученные кинетические параметры перечислены в таблице 5. Видно, что включение SF имеет тенденцию сокращать стадию покоя (меньшее τ) и дальнейшее ускорение стадии ускорения (большее β), оба из которых подразумевают ускоренную гидратацию цемента в раннем возрасте.Однако долговременная / предельная степень гидратации цемента подавляется (немного меньше α _u ).

Рисунок 8 . Нелинейная подгонка степени гидратации цемента (α) в смесевых пастах.

Таблица 5 . Кинетические параметры в уравнении (20), полученные в результате нелинейной аппроксимации.

Чтобы выразить кинетику гидратации смешанных связующих, необходимо также знать кинетику реакции SF. В отличие от отдельных фитингов, степень реакции SF (α _SF ) связана со степенью гидратации цемента (α) в той же смешанной пасте через разумно установленное соотношение, показанное в уравнении (21), который модифицирован из Swaddiwudhipong et al.(Swaddiwudhipong et al., 2003). Предполагается, что в конкретной бинарной пасте цемент-SF с определенным статусом (или возрастом) количество SF, которое может вступить в реакцию, зависит от содержания CH, доступного для пуццолановой реакции. Параметр μ _CH предлагается для обозначения отношения прореагировавшего в пуццолановой реакции CH к общему количеству формы CH из-за гидратации цемента. Соотношение между α _SF и α можно, таким образом, выразить как

αSF = 0,74 μCHκCHmmcemαGCSFmSF (21)

, где постоянная 0.74 — масса (г) аморфного диоксида кремния, прореагировавшего с 1 г CH в ходе пуццолановой реакции, описанной уравнением (11). Теоретически параметр μ _CH не должен быть константой, а должен быть функцией общего количества CH, образующегося при гидратации цемента (т. Е. ΚCH mmcemα) и общего количества аморфного кремнезема (т. Е. GC _SF м _SF ). Эта функция была получена эмпирически путем подгонки поверхности на экспериментальных данных (на рисунке 7), как показано в уравнении (22),

.
мкСН = 2.445-34,54m’CH-12,34m’S + 152,7m’Ch3 + 103,1m’CHm’S-209,3m’Ch4-307,6m’Ch3m’S (22)

, где mCH ′ = κCH m mcemα, mS ′ = GC _SF m _SF и R ² = 0,9966 для поверхностного монтажа. Стоит отметить, что уравнение (22) действительно только для конкретного случая в этом исследовании, поскольку μ _CH также должно зависеть от среднего диаметра и степени агломерации частиц SF.

Проверка

Поскольку не существует точного метода для одновременной оценки степени гидратации цемента (α) и степени реакции SF (α _SF ) в бинарной пасте, используется косвенный метод для предварительной проверки подхода к разделению разработан в этом исследовании.Для этого капиллярная пористость, рассчитанная по модифицированной модели Пауэрса, основанная на оценках α и α _SF , сравнивается с капиллярной пористостью, определенной с помощью MIP. Предполагая, что объем пасты равен сумме объемов воды, цемента и SF, а объем пор уменьшается из-за расширения твердых продуктов гидратации / реакции цемента и SF, модифицированная модель Пауэрса получается как

ϕ = w / b-κh-1ρcem · mcemα-κr, SFv ′ -1 ρSFmSFαSFw / b + mcemρcem + mSFρSF (23)

Подставляем κ _h = 2.