Строительные растворы
План
1.
Классификация строительных растворов
2.
Свойства строительных растворов
3.
Виды и применение строительных растворов
4.
Подбор, приготовление и транспортирование
растворов
Строительный раствор
— это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания
растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя
(песка) и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. По своему составу строительный раствор является мелкозернистым
бетоном, и для него справедливы закономерности, присущие бетонам.
Среди большого разнообразия растворов отдельные виды их имеют много общего. В
основу групповой классификации положены следующие ведущие признаки: плотность,
вид вяжущего вещества, назначение и физико-механические свойства растворов.
1. Классификация
строительных растворов
По плотности в
сухом состоянии растворы делят: на тяжелые с плотностью 1500 кг/м3
и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие
растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м3, заполнителями в
них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других
легких мелких заполнителей.
По виду вяжущего строительные растворы бывают: цементные, приготовленные на
портландцементе или его разновидностях; известковые — на воздушной или
гидравлической извести, гипсовые — на основе гипсовых вяжущих веществ —
гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих; смешанные — на
цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований,
температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или
сооружения.
По назначению строительные
растворы делят: на кладочные для каменных кладок и кладки стен из
крупных элементов; отделочные для штукатурки, изготовления архитектурных
деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные,
обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами
(акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т.д.). Специальные растворы
имеют узкое применение.
По физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и
морозостойкости, характеризующим долговечность раствора. По величине
прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10,
25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих
(воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкости в циклах
замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10
до F300.
Состав раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м3
раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных
сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых
растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных
или известковых растворов) состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч.
вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух
вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например
1:0,4:5 (цемент:известь:песок). Однако следует учитывать, что в цементных
смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.
В качестве мелкого заполнителя применяют: для тяжелых растворов — кварцевые и полевошпатовые природные
пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких
растворов — пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки
кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен
песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличивания
стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона — не более 5
мм; для отделочного слоя штукатурки— не более 1,2 мм.
Минеральные и органические добавки применяют для получения удобоукладываемой растворной смеси при
использовани портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в
цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных
растворах повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и
дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют
активные минеральные добавки — диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.
Поверхностно-активные добавки используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения
расхода вяжущего, вводят в растворы десятые и сотые доли процента от количества
вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют
сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гидролизированную боенскую кровь (ГК),
мылонафт, гидрофобнопластифицирующую добавку «флегматор» и др.
Требования к
качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам,
применяемым для приготовления бетонов.
2. Свойства строительных
растворов.
Основными свойствами растворной смеси
являются подвижность, удобоукладываемость, водоудерживающая способность, а
растворов — прочность и долговечность. Растворная смесь в зависимости от
состава может иметь различную консистенцию — от жесткой до литой. Строительные
растворы для каменной кладки, отделки зданий и других работ изготовляют
достаточно подвижными.
• Подвижность
растворной смеси определяют глубиной погружения в смесь металлического конуса
массой 300 г с углом при вершине 30°.
• Удобоукладываемость
— способность легко, с минимальной затратой энергии укладываться на
основание тонким, равномерным по плотности слоем, прочно сцепляющимся с
поверхностью основания. Растворная смесь, приготовленная на одном
портландцементе, часто содержит мало цементного теста и получается жесткой,
неудобоукладываемой. В таких случаях применяют добавки минеральных или
органических поверхностно-активных пластификаторов.
•
Водоудерживающая способность характеризуется свойством раствора не расслаиваться
при транспортировании и сохранять достаточную влажность в тонком слое на
пористом основании. Растворная смесь, имеющая низкую водоудерживающую
способность, при транспортировании расслаивается, а при укладке
на пористое основание (керамический кирпич, бетон, дерево,) быстро отдает
ему воду. Степень обезвоживания раствора может оказаться столь значительной,
что воды будет недостаточно для твердения раствора и он не достигнет
необходимой прочности. Повышают водоудерживающую способность минеральные и органические
пластификаторы.
Rр=0,25Rц(Ц/В-0,4),
где Rц — активность цемента, Па; Ц/В — цементно-водное отношение.
Приведенная формула верна для растворов,
уложенных на плотное основание; при пористом основании, которое отсасывает из
раствора воду и уплотняет этим раствор, прочность увеличивается примерно в 1,5
раза.
Прочность (Па) растворов зависит также от
расхода цемента и качества песка:
Rр=kRц(Ц -0,05)+4,
где k — коэффициент, для мелкого
песка k= 1,4, для среднего k = 1,8 и для крупного k = 2,2; Ц — расход цемента, т/м3 песка.
Прочность смешанных растворов зависит также
от вводимых в них тонкомолотых добавок. Каждый состав цементного раствора
имеет свое оптимальное значение добавки, при которой смесь обладает наилучшей
удобоукладываемостью и дает раствор наибольшей прочности.
• Прочность
раствора характеризуется, как отмечалось, маркой.Марка раствора
обозначается по пределу прочности при сжатии образцов размером 70,7X70,7X70,7
мм, изготовленных из рабочей растворной смеси на водоотсасывающем основании
после 28-суточного твердения их при температуре 15...25°С. Средняя
относительная прочность цементных растворов (в том числе смешанных), твердеющих
в условиях нормального влажностного режима при температуре 15...25°С в возрасте
3 суток, составляет 0,25 от марочной 28-суточной прочности, в возрасте 7 суток
— 0,5; 14 сут — 0,75; 60 сут — 1,2 и в 90 суточном возрасте — 1,3. Если
твердение цементных и смешанных растворов происходит при температуре, отличной
от 15°С, то относительную прочность этих растворов принимают по специальным
таблицам.
3. Виды и применение строительных растворов.
Растворы для каменной кладки.Составы
кладочных растворов и вид исходного вяжущего зависят от характера конструкций и
условий их эксплуатации.Строительные кладочные растворы изготовляют трех видов:
Цементные, цементно-известковые и известковые.
·
Цементные растворы применяют для подземной кладки и кладки ниже
гидроизоляционного слоя, когда грунт насыщен водой, т. е. в тех случаях,
когда необходимо получить раствор высокой прочности и водостойкости.
·
Цементно-известковые растворы представляют собой смесь цемента, известкового теста, песка и воды.
Эти растворы обладают хорошей удобоукладываемостью, высокой прочностью и
морозостойкостью.Цементно-известковые растворы применяют для возведения
подземных и надземных частей зданий.
·
Известковые растворы обладают высокой пластичностью и удобоукладываемостью, хорошо сцепляются
с поверхностью, имеют малую усадку. Они отличаются довольно высокой
долговечностью, но являются медленнотвердеющими. Известковые растворы применяют
для конструкций, работающих в надземных частях зданий, испытывающих небольшое
напряжение.
Отделочные растворы.
Различают отделочные растворы — обычные и
декоративные.
·
Отделочные растворы приготовляют на
цементах, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых вяжущих. В зависимости от области применения отделочные растворы делят на растворы
для наружных и внутренних штукатурок. Составы отделочных растворов
устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации. Эти растворы
должны обладать необходимой степенью подвижности, иметь хорошее сцепление с
основанием и мало изменяться в объеме при твердении, чтобы не вызывать
образования трещин штукатурки.
Для наружных штукатурок
каменных и монолитных бетонных стен зданий с относительной влажностью воздуха
помещений до 60% применяют цементно-известковые растворы, а для деревянных и
гипсовых поверхностей в районах с устойчиво сухим климатом —
известково-гипсовые растворы. Для наружной штукатурки цоколей, поясков,
карнизов и других участков стен, подвергающихся систематическому увлажнению,
используют цементные и цементно-известковые растворы на портландцементах. Для
внутренней штукатурки стен и перекрытий здания при относительной влажности воздуха
помещений до 60% применяют известковые, гипсовые, известково-гипсовые и
цементно-известковые растворы.
·
Декоративные цветные растворы используют для
заводской отделки лицевых поверхностей стеновых
панелей и крупных блоков, для отделки фасадов зданий и элементов городского
благоустройства, а также для штукатурок внутри общественных зданий.
Для приготовления декоративных растворов в качестве вяжущих применяют:
портландцементы (обычный, белый и цветной) — для отделки слоистых
железобетонных панелей и панелей из бетонов на легких пористых заполнителях;
известь или портландцемент (обычный, белый и цветной) — для лицевой отделки
панелей из силикатного бетона и для цветных штукатурок фасадов зданий; известь
и гипс — для цветных штуку гурок внутри зданий.
В качестве заполнителей для
цветных декоративных растворов используют промытый кварцевый песок и песок,
получаемый дроблением гранита, мрамора, доломита, туфа, известняка и других
белых или цветных горных пород. Для придании отделочному слою блеска в состав
раствора вводят до 1% слюды или до 10% дробленого стекла. В качестве красителей
применяют щелочестойкие и светостойкие природные и искусственные пигменты
(охру, сурик железный, мумию, оксид хрома, ультрамарин и др.).
Специальные растворы.
·
Растворы для заполнения швов между
элементами сборных железобетонных конструкций приготовляют на портландцементе
и кварцевом песке подвижностью 7...8 см.
·
Инъекционные растворы представляют собой
цементно-песчаные растворы или цементное тесто, применяемое для заполнения
каналов предварительно напряженных конструкций.
·
Гидроизоляционные растворы
приготовляют на цементах повышенных марок (400 и выше) и кварцевом песке
или искусственно полученном песке из плотных горных пород.
·
Тампонажные растворы применяют
для тампонирования нефтяных скважин. Они
должны обладать высокими однородностью, водостойкостью, подвижностью;
сроками схватывания, соответствующими условиями нагнетания раствора в
скважину; достаточной водоотдачей под давлением,стойкостью в агрессивной среде.
·
Акустические растворы применяют в качестве
звукопоглощающей штукатурки для снижения уровня шумов.
·
Рентгенозащитные растворы применяют для
штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов.
4. Подбор состава,
приготовление и транспортирование растворов.
Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемых марок, подвижности, назначения раствора и
условий производства работ.
Состав раствора выражается количеством исходных
материалов для получения 1 м3 растворной смеси или соотношением
сухих компонентов (по массе или объему), при этом расход основного вяжущего
принимают за 1. Например, состав растворной смеси, в которой на 1 ч. цемента
приходится 0,7 ч. извести и 6 ч. песка, записывается 1 : 0,7 : 6.
Приготовление растворов.
Строительные растворы приготовляют
двух видов: в виде готовых растворных смесей необходимой подвижности и
сухих растворных смесей, требующих перед употреблением смешивания с водой и в
необходимых случаях введения специальных добавок.
Строительные растворы готовят в
централизованном порядке на бетонорастворных заводах или растворосмесительных
узлах. Приготовление растворов на механизированных приобъектных или
передвижных установках производят лишь при малых объемах работ и отдаленном
расположении централизованного производства раствора. Целесообразность
изготовления и поставки сухих растворных смесей устанавливают с учетом условий
перевозки и производства работ.
Составы растворов для получений 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 уточняется
контрольными испытаниями.
Транспортирование. Растворные смеси с заводов
перевозят автосамосвалами. Растворная смесь при транспортировани может
расслоиться или замерзнуть, поэтому дальность перевозки зависит от вида
раствора, состояния дороги и температуры воздуха. Чтобы предохранить раствор от
переохлаждения и замерзания зимой,кузова автомашин утепляют или обогревают их
отработанными газами двигателя.
Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и
ограничиваются сроками его схватывания.
Список
литературы.
1.
Аханов В.С. Справочник строителя. – Ростов-на-Дону:
изд-во «Феникс», 1999. – 480 с.
2.
Комар А.Г. Строительные материалы и изделия: Учеб. для
инж.-экон. спец. строит. вузов. – М.: Высш. шк., 1988. – 527 с.
3.
Педченко И.И. Справочник строителя-отделочника. –
Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1987. – 380 с.
4.
Попов К.Н. Материаловедение для каменщиков, монтажников
конструкций: Учеб. Для ПТУ. – М.: Высш. шк., 1991. – 256 с.
6.
Строительные материалы/Под ред. Г.И. Горчакова. – М.,
1982. – 352 с.
7.
Шейкин А.Е. Строительные материалы. – М., 1978. – 432 с.