Общие свойства строительных растворов

В качестве вяжущих для приготовления строительных растворов используют портландцемента, шлакопортландцементы, специальные низкомарочные цементы, известь, гипс, смешанные вяжущие, а также вяжущие с минеральными добавками.

Известь в строительных растворах используют в виде известкового теста или молока. Гипс применяют в штукатурных растворах как добавку к извести;

Мелким заполнителем для тяжелых растворов служат кварцевые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов — пески из пемзы, шлака, керамзита, туфа и ракушечника. Размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм, а содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных частиц, количество которых определяют отмучиванием, не должно превышать 10% по массе.

Для улучшения пластических свойств раствора в его состав вводят пластифицирующие добавки в виде глиняного молока, сульфатно-дрожжевой бражки, мылонафта. В качестве гидравлических добавок применяют трепел, вулканический пепел и др.

Свойства. Важнейшими свойствами строительных растворов являются прочность, морозостойкость, подвижность и водоудерживающая способность растворных смесей.

Растворные смеси характеризуются удобоукладываемостью, подвижностью и водоудерживающей способностью. Удобоукладываемость — это способность растворной смеси легко распределяться ровным, тонким слоем на кирпичном или другом основании, обусловливается подвижностью смеси, ее нерасслаиваемостью и водоудерживающей способностью. Подвижность растворной смеси характеризуется глубиной погружения в нее металлического стандартного конуса в сантиметрах массой 300 г, высотой 145 мм и диаметром основания 75 мм (угол при вершине 30°) и определяется на стандартном приборе. Подвижность растворной смеси в зависимости от назначения раствора принимается:

- для обычной бутовой кладки — 4—6 см и для вибрированной бутовой кладки—1—3 см;

- для заполнения и расшивки швов в стенах из бетонных и кирпичных панелей и крупных блоков — 5—7 см; для обычной кладки из пустотелого кирпича или керамических камней — 7—8 см;

- для обычной, кладки из обыкновенного кирпича, бетонных камней и камней из легких горных пород (туф и др.) —9—13 см, для штукатурных растворов — 7— 12 см.

Свойство растворной смеси не расслаиваться при транспортировке и не терять подвижности при укладке на пористое основание зависит от ее водоудерживающей способности. Низкая водоудерживающая способность растворной смеси может привести к расслоению ее при транспортировке. Водоудерживающая способность имеет важное значение и для нормального твердения растворной смеси. При укладке растворной смеси с низкой водоудерживающей способностью на пористое основание вода легко впитывается основанием, способствуя резкому повышению жесткости смеси. Жесткие растворные смеси не могут равномерно распределяться по основанию и плохо сцепляются с ним.

Водоудерживающая способность растворной смеси повышается при увеличении содержания цемента, замене части цемента известью, а также при введении высокодисперсных добавок — зол, глин и некоторых поверхностно-активных веществ (мылонафт, омыленный древесный пек и др.). Кроме того, введение в растворную смесь высокодисперсных пластифицирующих добавок позволяет экономить цемент, известь и другие вяжущие вещества. Снижение расхода вяжущих за счет введения пластифицирующих добавок дает значительный экономический эффект, так как кладочные и штукатурные растворы являются одним из наиболее широко распространенных строительных материалов. Растворы с указанными пластифицирующими добавками хорошо сцепляются с обрабатываемой поверхностью, обладают равномерностью деформаций после затвердения и достаточно высокой прочностью.

Прочность раствора при сжатии, деформативная способность, сцепление с основанием и морозостойкость являются основными показателями качества строительного раствора.

Прочность раствора при сжатии обусловливается активностью вяжущего, водовяжушим отношением, возрастом и условиями твердения. Однако, учитывая, что в растворах одного и того же состава, но с разным водосодержанием после укладки на пористое основание остается примерно одинаковое количество воды.

Прочность строительных растворов бывает обычно значительно ниже прочности бетонов. К большинству растворов не предъявляются требования высокой механической прочности, поскольку раствор не оказывает существенного влияния на прочность кладки из камня правильной формы, а штукатурные растворы практически не несут никакой нагрузки. Прочность раствора характеризуется маркой, т. е. округленным пределом прочности при сжатии образцов (в виде кубов с ребром 7,07 см), приготовленных из раствора рабочей консистенции, твердеющих на пористом основании при температуре 15'—25° С и испытанных в 28-дневном возрасте. По прочности от 0,4 до 30 МПа для растворов установлены следующие марки: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200; 300.

Прочность растворов, так же как и бетонов, зависит в основном от активности вяжущего и водовяжущего отношения. Для прогноза прочности цементно-известковых строительных растворов широко применяют формулы Н. А. Попова, При укладке на плотное основание прочность растворов (R_p) рассчитывают по формуле:

R_p = 0.25*R_ц*(Ц/В – 0,4) (1)

где R_ц — активность цемента; Ц/В — цементно-водное отношение.

При отсосе воды пористым основанием в растворах с различным Ц/В остается примерно одинаковое количество воды, и прочность выражается в зависимости от расхода вяжущего:

R_p = k*R_ц*(Ц/В – 0,05) + 4 (2)

где k — коэффициент качества песка: для крупного песка k = 2,2, песка средней крупности k = 1,8, мелкого песка k =1,4.

Для прогноза прочности цементных растворов, укладываемых на плотное основание, можно применить формулу, предложенную для мелкозернистых бетонов:

R_p = А*R_ц*(Ц/В – 0,8) (3)

где А — коэффициент, равный 0,8 для высококачественных материалов, 0,75 для материалов среднего качества и 0,65 для цемента низких марок и мелкого песка.

По морозостойкости растворы подразделяют на следующие марки: F 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. Для получения строительного раствора заданной марки необходимо подобрать оптимальные соотношения между составляющими материалами — вяжущим, песком и водой. Подбор оптимального состава строительного раствора и расчет количества исходных материалов производят, различными методами, обеспечивающими заданную марку раствора при определенной подвижности. В основу этих методов положена вышеприведенная зависимость прочности раствора от различных факторов. Составы растворов низких марок (до 25) подбирают обычно по таблицам, имеющимся в инструкциях.

5.3. Кладочные и отделочные растворы

Кладочные растворы применяют при кирпичной и каменной кладке, заделке стыков и швов, устройстве выравнивающего слоя при монтаже железобетонных конструкций, омоноличивании колонн в фундаментных стаканах и т. п. При возведении стен наиболее широко применяют смешанные цементно-известковые и цементно-глиняные растворы. Цементные растворы без пластифицирующих добавок допускаются только для конструкций, возводимых ниже уровня грунтовых вод. Известковые растворы и растворы на различных известесодержащих вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и др.) применяют в массовом малоэтажном строительстве.

При этом воздушную известь используют в растворах для наземной кладки при относительной влажности воздуха помещений до 60%, гидравлические известесодержащие вяжущие используют в растворах, работающих во влажных условиях. Для получения строительных растворов из разновидностей цемента широко используют портландцемент с минеральными добавками и шлакопортландцемент М400. Применяют также специальные цементы для строительных растворов, содержащие в значительном количестве активные минеральные добавки или микронаполнители.

Кроме крупного, среднего и мелкого песка при изготовлении строительных растворов разрешается применять очень мелкий песок с модулем крупности 1 —1,5 и полным остатком на сите с размером отверстий 0,63 мм не менее 10%.

Отделочные растворы предназначены для штукатурных работ. По назначению их разделяют на растворы для обычной и декоративной наружной и внутренней штукатурки, а по расположению в штукатурке — на растворы для подготовительных и отделочных слоев.

Цементные и цементно-известковые отделочные растворы применяют для оштукатуривания помещений с относительной влажностью воздуха свыше 60%, а также наружных стен, цоколей, карнизов и других конструктивных элементов зданий и сооружений, подвергающихся систематическому увлажнению. Известковые растворы и растворы с использованием гидравлических известесодержащих вяжущих служат для оштукатуривания наружных и внутренних каменных и бетонных стен, перегородок и перекрытий при сухом режиме эксплуатации. Известково-гипсовые и гипсовые растворы применяют в районах с сухим климатом преимущественно для оштукатуривания деревянных и гипсовых стен и перегородок.

Для приготовления штукатурных растворов, подачи их к рабочему месту и нанесения на обрабатываемую поверхность служат комплекты машин — штукатурные агрегаты и штукатурные станции (рис. 6.1).

Требуемая подвижность растворной смеси зависит от расположения слоя в штукатурном покрытии. Для о б р ы з г а применяют наиболее подвижный раствор, хорошо заполняющий все неровности поверхности и содержащий избыточное количество воды, отсасываемой основанием. Слои грунта выполняют из относительно вязкого раствора, образующего необходимую толщину штукатурки. Раствор для отделочного или так называемого накрывочного слоя имеет консистенцию, позволяющую хорошо выравнивать грунт и заглаживать его поверхность. От вида штукатурного слоя зависит и предельная крупность песка. Для обрызга и грунта она составляет 2,5 мм, для накрывочного слоя— 1,2 мм. Штукатурные растворы для нижних слоев процеживают через сетку с размерами отверстий 3х3 мм, отделочного слоя — 1,5х1,5 мм.

При отделке наружных и внутренних стен зданий используют декоративные растворы. Вяжущими в декоративных растворах служат обычный портландцемент, разбеленный известью или каменной мукой, и цветной портландцемент. Цвет растворам могут придать также пигменты и заполнители из природных или дробленых материалов. Для придания блеска поверхности отделочного слоя добавляют слюду или дробленое стекло. Декоративные растворы для оштукатуривания фасадов приготавливаются не ниже М50 с морозостойкостью F35 и выше.

 

5.4. Специальные растворы

Для закрытия (тампонажа) водоносных трещин и пустот в горных породах с целью создания противофильтрационных завес в основании напорных сооружений, уплотнения и обжатия туннельных обделок применяют тампонажные растворы. Способ нагнетания под давлением в трещины и поры грунта или дефекты кладки цементных растворов носит название цементации. Этот способ широко распространен в гидротехническом строительстве для уплотнения грунтов, позволяет возводить такие ответственные сооружения, как, например, высокие плотины на основаниях из трещиноватых пород при наличии неблагоприятных геологических факторов. Цементация с успехом применяется и как средство устранения дефектов и повреждений бетона при строительстве и эксплуатации сооружений.

Комплекс требований к тампонажным растворам обеспечивается применением пластификаторов, высокодисперсных цементов и цементно-глинистых смесей, обработанных специальными реагентами, использованием скоростных турбулентных смесителей, обеспечивающих более полное перемешивание и активизацию цемента в водной среде. При обычных условиях применяют портландцемент, в условиях напорных и агрессивных вод соответственно тампонажный, пуццолановый цементы и шлакопортландцемент. Эффективными видами вяжущих для тампонажных растворов являются пластифицированный и гидрофобный цементы. Водоцементное отношение в тампонажных растворах принимается в зависимости от трещиноватости пород и колеблется от 8 при удельном водопоглощении менее 0,1 л/мин до 0,5 при водопоглощении, большем 10 л/мин.

Гидроизоляционные растворы применяют для создания гидроизоляционных покрытий железобетонных труб и других конструкций, для зачеканки и гидроизоляции швов тюбингов, раструбных труб и т. д., для устройства торкретной оболочки бетонных подземных сооружений, сильно фильтрующих воду или строящихся и эксплуатируемых в условиях повышенной влажности. При выборе цемента для гидроизоляционных растворов важное значение имеет его активность. С повышением активности цемента водонепроницаемость растворов, так же как и бетонов, растет почти прямолинейно. При изготовлении гидроизоляционных растворов, предназначенных для службы в условиях агрессивных вод, применяют сульфатостойкие цементы. Первостепенное влияние на водонепроницаемость растворов оказывает водоцементное отношение, с повышением которого в растворе развивается система пор и капилляров. Обычно для гидроизоляционных растворов В/Ц = 0,34 - 0,5.

Добавки для повышения водонепроницаемости растворов разделяют на микронаполнители, пластификаторы, кольматирующие, полимерные и комбинированные добавки. В качестве микронаполнителей используют обычно дешевые и доступные материалы — каменную муку, золу-унос. Роль микронаполнителей сводится к уплотнению и созданию тонкозернистой структуры растворов. Из кольматирующих добавок распространение получили хлориды железа, алюминия и кальция.

Инъекционные растворы служат для заполнения каналов предварительно напряженных железобетонных конструкций, обеспечения совместной работы арматуры с бетоном и защиты ее от коррозии. Марка инъекционных растворов по прочности должна быть не менее М300, водоотделение — не более 2%.

Жаростойкие растворы применяют при сооружении конструктивных элементов, подвергаемых воздействию высоких температур. В качестве вяжущих для жаростойких растворов применяют портландцемент, глиноземистый цемент и жидкое стекло.

Для устройства звукопоглощающей штукатурки применяют акустические растворы, состав которых подбирают таким образом, чтобы обеспечить образование мелкопористой структуры с незамкнутыми порами. Если акустические растворы относятся к легким со средней плотностью 600—1200 кг/м³ и получаются при использовании легких пористых песков, то другая разновидность специальных растворов — рентгенозащитные имеет среднюю плотность более 2200 кг/м³ за счет применения баритового песка.

Рентгенозащитные растворы. Рентгенозащитными называются тяжелые растворы объемным весом более 2200 кг/м³, применяемые для штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов. Вяжущими являются портландцемент и шлакопортландцемент, а заполнителями — барит и другие тяжелые породы в виде песка крупностью до 1,25 мм и пыли. Для улучшения защитных свойств в растворные смеси вводят добавки, содержащие легкие элементы: водород, литий, кадмий и борсодержащие вещества.

5. Производство растворных смесей

Строительные растворы приготовляют двух видов: в виде готовых растворных смесей необходимой подвижности, пригодных для употребления и в виде сухих растворных смесей, требующих перед употреблением смешивания с водой и в необходимых случаях введения специальных добавок.

Строительные растворы готовят централизованно на бетонно-растворных заводах или растворосмесительных узлах. На механизированных приобъектных или передвижных установках растворы приготовляют лишь при малых объемах работ и отдаленности централизованного производства раствора. Целесообразность изготовления и поставки сухих растворных смесей устанавливают с учетом условий их перевозки на производства работ.

Составы растворов для получения заданной марки следует подбирать любым обоснованным способом, обеспечивающим получение заданной прочности раствора к определенному сроку твердения при наименьшем расходе цемента. При этом необходимо обеспечивать подвижность и водоудерживающую способность растворной смеси, соответствующие условиям применения раствора. Подобранный состав раствора уточняется контрольными испытаниями. Вяжущие материалы дозируют по весу.

Сухие растворные смеси с известью-пушонкой без цемента и активных минеральных добавок можно приготовлять на песке с естественной влажностью, а при введении цемента или активных минеральных добавок — только на просушенном песке (влажностью не более 1%) и при просушенных добавках.

Для приготовления строительных растворов применяются смесительные машины — растворомешалки с принудительным перемешиванием материалов в неподвижном барабане. Основными показателями их является емкость смесительных барабанов, определяемая суммарным объемом сухих составляющих смеси, которые загружаются в барабан, в количествах, необходимых для приготовления одного замеса. Обычно емкость растворомешалок равна 150, 375, 750 и 1500 л. Применяют растворомешалки периодического непрерывного действия, стационарные и передвижные. Растворомешалки емкостью свыше 325 л выполняются только стационарными.

Цемент, песок и известь из бункеров элеваторами подаются в соответствующие отсеки питательного бункера, откуда они равномерно поступают в непрерывно перемешивающий механизм; туда же подается вода. Готовая растворная смесь по лотку направляется в растворный ящик-контейнер, а оттуда — к потребителю. Продолжительность перемешивания обычных растворов 1,5—2,5 мин, легких растворов 2,5—3,5 мин и до 5 мин растворов с гидравлическими и другими добавками.

Растворы перевозят в специально оборудованных автоцистернах с автоматической разгрузкой или автосамосвалах; на строительных площадках раствор транспортируют растворонасосами. Для предохранения растворов от расслаивания автомобили оборудуют мешалками.

Контроль качества раствора заключается в проверке качества исходных материалов, их дозирования и времени перемешивания; кроме того, определяются удобоукладываемость растворной смеси и прочность раствора в определенные сроки твердения.

Современные теплоизоляционные материалы отличаются качественными характеристиками, как правило, они экологичны и обладают прекрасными эргономичными свойствами. Ознакомившись с основными видами теплоизоляционных материалов и их свойствами, можно выбрать именно тот, который будет отвечать всем вашим требованиям. Проводя сравнение материалов для теплоизоляции, вам предстоит отдать предпочтение органическим, неорганическим или смешанным – ниже вы узнаете о каждом из них.

Сегодня на рынке строительных материалов представлен огромный ассортимент теплоизоляции. Однако все эти товары нужно уметь правильно применить. Поэтому прежде чем приступать к процессу утепления своего жилья, следует ознакомиться с рекомендациями по выбору утеплителя, а также узнать, как выполнить эти работы правильно.