Материалы для строительных растворов. Введение в строительные растворы

Материаловедение

Лекция №7

Тема: Строительные растворы

Общие сведения

Строительный раствор – искусственный каменный материал полученный в результате затвердения растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнительотсутствует, так как раствор применяют в виде тонких слоев (шов каменной кладки, штукатурка).

Для изготовления строительных растворов чаще используют неорганические вяжущие вещества (цементы, воздушную известь и строительный гипс).

Строительные растворы разделяют в зависимости от вида вяжущего вещества, величины плотности и назначения.

По виду вяжущего различают растворы цементные, известковые, гипсовые и смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые).

По плотности различают: тяжелые растворы плотностью более 1500 кг/м 3 , изготовляемые обычно на кварцевом песке; легкие растворы плотностью менее 1500 кг/м 3 , изготовляемые на пористом мелком заполнителе и с породообразующими добавками.

По назначению различают строительный раствор: кладочные – для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов; штукатурные – для оштукатуривание внутренних стен, потолков, фасадов зданий; монтажные – для заполнения швов между крупными блоками, панелями при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей; специальные – растворы – декоративные, гидроизоляционные, тампонажные.

Материалы для изготовления растворных смесей

Вяжущие вещества. Применяют портландцемент и шлакопортландцемент, принимают марку цемента в 3-4 раза выше марки раствора. Воздушную известь в виде известкового теста вводят в смеситель при изготовлении растворной смеси; реже используют молотую негашеную известь. Строительный гипс входит в состав гипсовых и известково-гипсовых растворов.

Пески применяют природные – кварцевые, полешпатовые, а также искусственные – дробленные из плотных горных пород и пористых пород; из искусственных материалов (пемзовые, керамзитовые, перлитовые). Пористые пески служат для приготовления легких растворов. Если песок содержит крупные включения (комья), то его просеивают. Для кирпичной кладки применяют растворы на песках с зернами не более 2 мм. Для раствора марки М100 и выше пески должны удовлетворять тем же требованиям в отношении содержания вредных примесей, что и пески для изготовления бетона. Для растворов марки М50 и ниже допускается по соглашению сторон содержание пылевидных частиц до 20% по массе.

Пластифицирующие добавки. Чаще всего растворные смеси укладывают тонким слоем на пористое основание способное отсасывать воду (кирпич, бетоны легкие, ячеистые) Чтобы сохранить удобоукладываемость растворных смесей при укладке на пористое основание, в них вводят неорганические и органические добавки, повышающие способность удерживать воды.

Неорганические дисперсные добавки состоят из мелких частиц, хорошо удерживающих воду (известь, глина, зола ТЭС, диатомит, молотый доменный шлак). Глина используемая в качестве пластифицирующей добавки, не должна содержать органических примесей и легкорастворимых солей, вызывающих появление «выцветов» на фасадах зданий. Глину вводят в растворную смесь в виде жидкого теста.

Органически е поверхностно-активные пластифицирующие и воздухововлекающие добавки: омыленный древесный пек, канифольное мыло, мылонафнт (состоит из натриевых солей, представляет мазеобразную коричневую массу) , ЛСТ и другие вводят в количестве 0,1-0,3% от массы вяжущего. Они не только улучшают удобоукладываемость растворных смесей, но также повышают морозостойкость, снижают водопоглощение и усадку раствора.

В растворы, применяемые для зимней кладки и штукатурки, добавляют ускорители твердения, понижающие температуру замерзания растворной смеси: хлористый кальций, поташ, хлористый натрий, хлорную известь.

Свойства строительных растворов

Удобоукладываемость – это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и способности смеси.

Подвижность смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г) стандартного прибора. Подвижность назначают в зависимости от вида и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность раствора составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами – 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки – 1-3 см.

Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных (состоящих из мелких частиц) добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее. Удобоукладываемую растворную смесь получают, если правильно назначен зерновой состав ее твердых составляющих, определяемой соотношением песка, вяжущего и дисперсной добавки. Тесто вяжущего заполняет пустоты между зернами песка и равномерно покрывает песчинки тонким слоем, уменьшая внутреннее трение. С удобоукладываемой растворной смесью удобно работать, в результате повышается производительность труда. От удобоукладываемости растворной сети зависит качество каменной кладки. Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает. Увеличивается долговечность стен.

Основным свойством строительных растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и Деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкости, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

Прочность при сжатии определяют испытанием образцов-кубиков с длиной ребра 7,07 см в возрасте, установленном в стандарте или технический условиях на данный вид раствора. Изготовление образцов из растворной смеси подвижностью менее 5 см производят в обычных формах с поддоном, а из смеси с подвижностью 5 см и более – в формах без поддона, установленных на основании-кирпиче (покрытой смоченной водой газетной бумагой).

Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины. Оптимальная добавка известкового или глинистого теста, позволяющие получить удобоукладываемые растворные смеси и плотные растворы, соответствует максимуму на кривых прочности (см. В.Г. Микульского Строительные материалы, с. 307 - график влияния дисперсных добавок (извести, глины) на прочность растворов состава (цемент: песок 1-1; 2-1:4; 3-1:5; 4-1:6; 5-1:9) для растворных смесей разного состава – от жирных 1:3 до «тощих» состава 1:9; состав указан в объемных частях – цемент: тесто: песок.

На основании Закономерностей, управляющих прочностью растворов, составлены таблицы рекомендованных составов разных марок, которыми широко пользуются на практике.

Строительные растворы по прочности в 28-суточном возрасте при сжатии делят на марки: 4, 10 25, 50, 75, 100, 150, 200. Растворы марок 4 и 10 изготовляют на воздушной и гидравлической смеси и др.

Понижение температуры замедляет рост прочности растворов.

Следовательно при низких положительных температурах прочность раствора в возрасте 28 сут составляет 55-72% от марки.

Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрата натрия) понижающим температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для каменной кладки (без тепляков) и монтажа крупнопанельных стен обычно повышают на одну ступень против марки при летних работах (например, 75 вместо 50).

Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщения водой стандартные образцы-кубики размером 7,07х7,07х7,07 см (допускается снижение прочности образцов не более 25% и потеря массы не свыше 5%).

Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: F 100, F 150, F 200, F 300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

Виды строительных растворов

Для каменной кладки наружных стен зданий применяют главным образом цементные и смешанные растворы (цементно-известковые и цементно-глиняные) марок 10, 25, 50 в зависимости от влажностных условий и требуемой долговечности здания. В кладке перемычек, простенков, карнизов, столбов марка может быть повышена до 100.

Виброкирпичные панели изготовляют с применением растворов марки 75, 100, 150, приготовленных на портландцементе и шлакопортландцементе.

Монтажные растворы для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из легкобетонных панелей должны иметь марку не ниже 50, а для панелей из тяжелого бетона – не ниже 100.

Минимальные расходы цемента для растворов различного назначения 75-125 кг/м 3 песка принимают для подземной кладки зданий в зависимости от относительной влажности воздуха в помещениях, а для кладки фундаментов – в соответствии с влажностью грунтов.

Для кладки во влажных грунта и ниже уровня грунтовых вод применяют растворы на портландцементе с активными минеральными добавками или на шлакопортландцементе (с минимальным расходом цемента 125 кг/м 3).

Штукатурные растворы. Дл наружных каменных и бетонных стен зданий применяют цементно-известковые растворы, а для оштукатуривания деревянных поверхностей в районах с сухим климатом используются известково-гипсовые растворы. Внутреннюю штукатурку стен и покрытий здания при относительной влажности воздуха помещений до 60% выполняют из известковых, гипсовых, известково-гипсовых и цементно-известковых растворов.

Подвижность штукатурных растворов и предельная крупность применяемого песка для каждого слоя штукатурки различны. Подвижность раствора для подготовительного слоя при нанесении и механизированным способом составляет 6-10 см, а при ручном труде – 8-12 см. Наибольшая крупность песка при этом должна быть не более 1,2 мм для увеличения подвижности штукатурных растворов вводят гидрофобно-пластифицирующие добавки.

Фирма «Кнауф» (Германия) выпускает для отечественного рынка гипсовые штукатурные смеси «Гольдбанд» - для бетонных и кирпичных поверхностей и «Ротбанд» - для оштукатуривания потолков и стен из любых материалов. Эти смеси отличаются комплексом высоких технологических и эксплуатационных свойств.

Декоративные растворы предназначены для отделочных слоев стеновых панелей и блоков, наружной и внутренней отделки зданий. Эти растворы изготовляют на белом, цветном и обычном портландцементах; для цветных штукатурок внутри зданий применяют также строительный гипс и известь. Заполнителем служит чистый кварцевый песок либо дробленные пески из белого известняка, мрамора и т.п. Для лицевого отделочного слоя панелей наружных стен (из легкого бетона) применяют раствор марки 50, для отделки ж/б конструкций – 150 с морозостойкостью не ниже 35.

Гидроизоляционные растворы для гидроизоляционных слоев и штукатурок обычно изготовляют состава 1:2,5 или 1:3,5 (цемент: песок по массе)/ цементы, сульфатостойкий портландцемент.

портландцемент, расширяющиеся

Инъекционные цементные растворы применяют для заполнения каналов в предварительно напряженных конструкциях и уплотнения бетона. Марка раствора должны быть не ниже 300, поэтому используют портландцемент марки 400-500.

Рентгенозащитный раствор приготовляют на баритовом песке (ВаSO 4) предельной крупностью 1,25 мм, применяя портландцемент, или шлакопортландцемент. В него вводят добавки, содержащие легкие элементы: литий, бор и др.

Сухие смеси

Строительные сухие смеси – это композиции заводского изготовления на основе минеральных вяжущих веществ, включающие заполнители и добавки. В отдельных случаях в качестве вяжущего могут быть использованы водорастворимые или водоэмульгируемые полимеры. На место производства строительных работ сухие смеси доставляются в расфасованном виде, причем для их использования по назначению достаточно только добавить необходимое количество воды.

Сухие смеси по сравнению с товарными и бетонными смесями имеют ряд преимуществ: сокращение количества технологических операций для перевода сухих смесей в рабочее состояние; повышение качества строительных работ благодаря заводскому приготовлению смесей; сокращение транспортных расходов на 15%; сокращение отходов растворов на 5-7% в результате порционного приготовления; повышение производительности труда на 20-25% вследствие повышения пластичности растворов.

В настоящее время сухие смеси являются одним из направлений технического прогресса в строительстве, их применяют в качестве кладочных, монтажных и штукатурных растворов, шпатлевок, плиточных клеев, составов для наливных полов, ремонтных составов.

Материалы применяемые для сухих смесей. В качестве вяжущего используют порошкообразные минеральные вяжущие: портландцемент, строительный гипс, воздушную известь. В отдельных случаях применяют в качестве связующего порошкообразные полимеры, которые растворяются в воде, либо образуют эмульсии (эфиры целлюлозы, поливинилацетат, акрилаты).

В качестве заполнителя широко применятся песок для строительных работ с модулем упругости 1-2, причем небольшая крупность зерен не должна превышать 1,25 мм. Для легких растворов применяют пористые вспученные пески (перлитовые, вермикулитовые, керамзитовые). Для шпатлевок применяют известковую муку и порошкообразный мел.

Большую роль в приготовлении сухих смесей играют добавки. Поскольку растворные смеси, приготавливаемые из сухих смесей, укладываются, как правило, на пористые основания тонким слоем, то для обеспечения пластичности и водоудерживающей способности применяются неорганические и органические пластифицирующие добавки: глина, воздушная известь, зола ТЭС, суперпластификатор С-3.

Для повышения адгезии (сцеплении поверхностей разнородных тел), трещиностойкости и непроницаемости в состав сухих смесей вводят полимерные добавки, которые, как указывалось выше, должны находиться в порошкообразном состоянии, быть водорастворимыми либо образовывать эмульсии с водой.

Для производства работ при отрицательных температурах в состав сухих смесей вводят противоморозные добавки: поташ, нитрит нитрата натрия, формиат кальция. При этом особы требования предъявляются к гигроскопичности добавок (способность поглощать влагу из окружающей среды) .

Вода для затворения сухих смесей не должна содержать вредных примесей.

Показатели качества сухих смесей должны соответствовать области применения смеси. Если сухая смесь используются в качестве кладочного раствора, то у нее должен быть следующий комплекс показателей качества: пластичность, водоудерживающая способность, предел прочности при сжатии, морозостойкость.

В зависимости от назначения растворных смесей изготовление их осуществляется в заводских условиях с использованием комплекса оборудования, которыми оснащены бетонорастворные узлы. Технология производства сухих смесей складывается из следующих технологических операций: поступаемый с карьера песок или гравийно-песчанная смесь подвергается тепловой обработке в сушильных агрегатах, где их влажность доводят до 0,5%, затем производят рассев на ситах до нужных фракций. Просеянный песок после дозирования направляет в смеситель принудительного действия. Просеянный песок после дозирования направляется в смеситель принудительного действия. В этот же смеситель загружают другие компоненты в необходимом количестве. Отдозированные материалы перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь затаривают в емкости, необходимые для реализации и подают на склад готовой продукции. Если затаривание не предусмотрено, то смесь сразу поступает в бункер склада готовой продукции. Такая технологическая схема получения сухих смесей осуществляется при применении песков мелкой и очень мелкой фракции. Смеси хранят в сухом месте, а модифицированные полимеры при температуре не выше 40 0 С.

Расположением резервуаров в виде латинской буквы N (вид сбоку). Для... Форма резервуара определяется грузоподъемностью, видом и свойством груза, разгрузочным... перевозки различных строительных растворов и их порционной выдачи на строительных объектах. Цистерна...

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Общие сведения и классификация

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, полученный в результате затвердения оптимально подобранной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелких заполнителей и добавок. До затвердения смесь материалов называют растворной смесью. Для придания растворным смесям и строительным растворам определенных свойств в их состав могут вводиться минеральные и химические добавки.

Строительные растворы являются мелкозернистыми бетонами. У них отсутствует крупный заполнитель. Поэтому их применяют в основном в виде тонких слоев в каменных кладках и штукатурках, облицовочных работах.

В каменных зданиях расход строительного раствора составляет 10–25 % общего объема конструкции. На него идет около 20 % всего выпускаемого портландцемента.

Растворные смеси подразделяются: на готовые к применению, предварительного изготовления и сухие. Растворная смесь, готовая к применению – смесь вяжущего, мелкого заполнителя, добавок и воды. Растворная смесь предварительного изготовления – смесь вяжущего, мелкого заполнителя необходимых добавок и воды для получения подвижности 1–3 см, с добавкой воды до необходимой подвижности перед применением. Сухая растворная смесь – смесь сухих компонентов вяжущего, мелкого заполнителя и необходимых добавок, затворяемая водой перед применением.

Строительные растворы подразделяются по назначению, по виду применяемого вяжущего, по средней плотности.

По назначению растворы подразделяются на кладочные, штукатурные, облицовочные, для стяжек и специальные. К кладочным относят и монтажные растворы.

По виду применяемого вяжущего растворы подразделяются на цементные, известковые, гипсовые, цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и другие. Растворы, приготовленные на одном вяжущем, называются простыми, на двух или более вяжущих – сложными.

По средней плотности в сухом состоянии – на тяжелые (средняя плотность 1500 кг/м³ и более) и легкие (средняя плотность менее 1500 кг/м³).

Свойства растворной смеси

Важнейшими свойствами растворной смеси являются удобоукладываемость, расслаиваемость, жизнеспособность, растекаемость, расчетная температура применения, влажность для сухих смесей.

Удобоукладываемость – способность растворной смеси распределяться тонким слоем на основании. Она влияет на качество каменной кладки, растворная смесь заполняет все неровности в кирпиче и камне – прочность кладки увеличивается. При применении удобоукладываемых растворных смесей производительность труда рабочих повышается.

Удобоукладываемость зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.

Подвижностью называется способность растворной смеси растекаться под действием собственной массы или приложенных внешних воздействий. Она характеризуется глубиной погружения в см эталонного конуса массой 300 г. Подвижность принимается в зависимости от назначения и способа укладки растворной смеси и зависит в основном от расхода воды.

По подвижности растворные смеси подразделяются на марки, которые устанавливаются в зависимости от назначения растворной смеси по таблице 6.1

Таблица 6.1 – Марки рабочей подвижности растворной смеси

Для растворных смесей предварительного изготовления может назначаться транспортная подвижность с ОК от 1 до 3 см.

Водоудерживающей способностью называется свойство растворной смеси удерживать в своем составе воду при укладке на пористое основание. Кирпич, бетон и другие пористые материалы хорошо впитывают воду и могут поглотить ее из растворной смеси. Воды остается недостаточно для твердения вяжущего, и раствор не достигает необходимой прочности.

Водоудерживающую способность растворной смеси определяют на приборе, состоящем из кольца диаметром 100 мм высотой 12 мм и промокательной бумаги. Кольцо заполняют растворной смесью и водоудерживающую способность устанавливают по количеству воды, оставшейся в растворной смеси после того, как часть ее отсосется промокательной бумагой.

Водоудерживающая способность растворной смеси с ОК свыше 4 см должна быть не менее 95 %. Растворная смесь имеет хорошую водоудерживающую способность, если прочность образцов, изготовленных в формах без дна, установленных на кирпичах, будет выше на 15 % прочности образцов, изготовленных в формах с металлическим дном.

Водоудерживающая способность повышается при увеличении расхода цемента, введении в растворную смесь извести, глины, золы, других минеральных и некоторых химических добавок.

Расслаиваемость – неоднородность растворной смеси по высоте, образующаяся при перевозке и хранении. Расслаиваемость определяют в форме куба размером 150х150х150 мм. Форму заполняют растворной смесью, уплотняют вручную штыкованием, а потом вибрированием. Затем смесь разделяют на две части и после промывки определяют содержание песка в верхней и нижней частях. Расслаиваемость свежеприготовленных растворных смесей не должна превышать 10 %.

Расслаиваемость происходит от недостаточной связи частиц смеси. Низкомарочные растворы содержат мало вяжущего, особенно высоких марок, и повышенное количество воды. Связность растворной смеси снижается, что приводит к ее расслаиваемости. Для предупреждения расслаиваемости следует вводить известковое и глиняное тесто, пластифицирующие химические добавки, которые связывают воду или уменьшают ее содержание.

Жизнеспособностью называется свойство растворной смеси сохранять необходимую удобоукладываемость от начала ее приготовления до укладки в конструкцию. Она зависит от состава смеси и температуры наружного воздуха. Жизнеспособность цементных растворных смесей составляет обычно 2–4 часа и зависит от сроков схватывания цемента. Известковые растворные смеси на гидратной извести имеют жизнеспособность 6–10 часов, сложные цементно-известковые – 4–6 часов.

При повышенной температуре растворные смеси, содержащие портландцемент, следует расходовать в течение 2 часов. Продлить их жизнеспособность можно введением добавок, замедляющих схватывание цемента. Схватившиеся смеси нельзя разбавлять водой.

Растекаемость растворных смесей устанавливается для самонивелирующих стяжек. Она определяется по расплыву цилиндра и должна быть не менее 22 см.

Расчетная температура применения растворных смесей устанавливается при ожидаемой среднесуточной температуре воздуха ниже плюс 5 °С и минимальной среднесуточной температуре ниже 0 °С. Она достигается введением в растворную смесь противоморозных добавок с условием, чтобы раствор при расчетной температуре применения имел не менее 20 % от марочной прочности раствора без добавок, твердевшего при (20 ± 3) ˚С.

Для сухих растворных смесей нормируется влажность. Она зависит от вида применяемого вяжущего и не должна превышать следующих значений: для смесей с содержанием гипсовых вяжущих – 0,3 % по массе; для смесей, в состав которых входит цементное вяжущее при расходе до 150 кг/т, – 0,6, до 300 кг/т – 0,8, свыше 300 кг/т – 1,0 %.

Свойства строительных растворов

Важнейшим свойством затвердевших растворов является прочность. По этому показателю они подразделяются на марки. Маркой называется нормируемое значение прочности в кгс/см² (10ˉ¹ МПа).

При сжатии растворы имеют марки М4; М10; М25; М50; М75; М100; М150 и М200. Они устанавливаются и контролируются для всех видов растворов.

Марка по прочности на сжатие определяется испытанием образцов размером 70,7х70,7х70,7 мм в проектном возрасте, изготовленных из растворной смеси рабочей косистенции.

За проектный возраст принимается 28 суток для растворов на гидравлических вяжущих и 7 суток для растворов без применения гидравлических вяжущих.

Образцы из смеси подвижностью менее 5 см изготавливаются в формах с поддоном, а 5 см и более – в формах без поддона, установленных на полнотелых керамических кирпичах.

При укладке на плотное основание прочность раствора R 28 , МПа, зависит от активности цемента R ц, МПа, и цементно-водного отношения Ц/В и определяется по формуле

R 28 = 0,4R ц (Ц/В – 0,3).

При укладке на пористое основание вода поглощается основанием и в растворе остается примерно одинаковое количество воды, независимо от ее первоначального содержания. В этом случае прочность раствора R 28 ,МПа, зависит от активности вяжущего R ц, МПа, его расхода Ц, т/м³, и определяется по формуле

R 28 = КR ц (Ц – 0,05) + 4,

где К – коэффициент, принимаемый для мелкого песка равным 0,5–0,7, для

среднего – 0,8 и для крупного – 1,0.

При натурных обследованиях из горизонтальных швов кладки берут образцы раствора, из которых изготавливают образцы – кубы с ребром 20–40 мм, которые испытывают на сжатие.

Допускается испытывать пластинки с передачей нагрузки через стержень со стороной или диаметром основания, равной толщине растворной пластинки.

Прочность раствора в кладке удобно определять прибором профессора М. А. Новгородского, испытания которым основаны на принципе пластической деформации раствора.

Для растворов самонивелирующих стяжек назначается прочность на растяжение при изгибе, которая должна быть не менее 4 МПа. Она определяется испытанием образцов-балочек по методике испытания портландцементов. Испытанием образцов-балочек определяется также и прочность на сжатие растворов для самонивелирующих стяжек, облицовочных и штукатурных растворов толщиной до 5 мм.

Марками по адгезии характеризуется прочность сцепления растворов с основанием. Они имеют значения А0,2 и далее с градацией 0,1.

Интенсивность твердения растворов зависит от температуры. Относительное примерное значение предела прочности раствора на портландцементе, твердевшего при разных температурах, к прочности раствора, твердевшего при 20 °С в возрасте 28 суток, в процентах приведено в таблице 6.2.

Таблица 6.2 –Влияние температуры на интенсивность твердения раствора

Медленней набирают прочность растворы на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе, особенно при температуре ниже 15 °С. Относительная их прочность составляет от прочности растворов на портландцементе, приведенной в таблице 6.2, 30 % при температуре твердения 0 °С, 70 % – при 5 °С, 90 % – при 9 °С.

Строительные растворы. Состав, разновидности, применение.

Строительный раствор - это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, води, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнитель отсутствует, так как раствор применяют в виде тонких слоев (шов каменной кладки, штукатурка и т.п.). Для изготовления строительных растворов чаще используют неорганические вяжущие вещества (цементы, воздушную известь и строительный гипс).

Свойства:

1) Расчетная прочность

2) Удобоукладываемость

3) Нерасслаиваемость

4) Плотность

По виду вяжущего различают растворы цементные, известко­вые, гипсовые и смешанные.

По назначению различают строительные раствор: кладочные - для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов и д.р.; штукатурные для оштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий; монтажные - для заполнения швов между крупными элементами (панелями, блоками и т.п.) при монтаже зданий сооружений из готовых сборных конструкций и деталей; специальные растворы (декоративные, гидроизоляционные, тампонажные и др.).

Пластифицирующие добавки . Чаще всего растворные смеси укладывают тонким слоем на пористое основание, способное отсасывать воду (кирпич, бетоны легкие, ячеистые и т.п.). Чтобы сохранить удобоукладываемость растворных смесей при укладке на пористое основание, в них вводят неорганические и органические пластифицирующие добавки, повышающие способность растворной смеси удерживать воду. Неорганические дисперсные добавки состоят из мелких частиц хорошо удерживающих воду (известь, глина, зола ТЭС, диатомит молотый доменный шлак и т.п.). Глина, используемая в качестве пластифицирующей добавки, не должна содержать органически) примесей и легкорастворимых солей, вызывающих появление "выцветов" на фасадах зданий. Глину вводят в растворную смесь в виде жидкого теста. Органические поверхностно-активные пластифицирующие и воздухововлекающие добавки: омыленный древесный пек, канифольное мыло, мылонафт, ЛСТ и другие вводят в количестве 0,1-0,3% от массы вяжущего. Они не только улучшают удобоукладываемость растворных смесей, но также повышают морозостойкость, снижают водопоглощение и усадку раствора.

Кладочные, монтажные и штукатурные растворы . Основными свойствами растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

Для каменной кладки наружных стен зданий применяют глав­ным образом цементные и смешанные растворы (цементно-известковые и цементно-глиняные) марок 10, 25 и 50 в зависимости от влажностных условий и требуемой долговечности здания. В кладке перемычек, простенков, карнизов, столбов марка может быть повышена до 100.

Виброкирпичные панели изготовляют с применением раство­ров марки 75, 100, 150, приготовленных на портландцементе и 111лакопортландцементе.

Монтажные растворы для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из легкобетонных панелей должны иметь марку не ниже 50, а для панелей из тяжелого бетона - не ниже 100.

Минимальные расходы цемента для растворов различного на­значения 75-125 кг/м 3 песка принимают для подземной кладки зданий в зависимости от относительной влажности воздуха в поме­щениях, а для кладки фундаментов - в соответствии с влажностью грунтов. Для кладки во влажных грунтах и ниже уровня грунтовых вод применяют растворы на портландцементе с активными минеральными добавками или на шлакопортландцементе (с минимальны расходом цемента 125 кг/м3).

Декоративные растворы предназначены для отделочных слоев стеновых панелей и блоков, наружной и внутренней отделки зданий. Эти растворы изготовляют на белом, цветном и обычном портландцементах; для цветных штукатурок внутри зданий применяют также строительный гипс и известь. Заполнителем служит чистый кварцевый песок либо дробленые пески из белого известняка, мрамора и т.п. Для лицевого отделочного слоя панелей наружных стен (из легкого бетона) применяют раствор марки 50, для отделки железобетонных конструкций - 150 с морозостойкостью не ниже 35.

Строительные растворы – это смесь вяжущего вещества, мелкофракционных (размер до 4 мм) минеральных наполнителей и воды. Эти смеси применяются для каменной, кирпичной кладки или скрепления крупных элементов, например блоков, панелей при возведении различных строений. Растворы используются для облицовки, как стен, так и потолков, для заливки полов, для оштукатуривания различных поверхностей и пр. По функциональному предназначению выделяют такие типы растворов: штукатурные, монтажные и кладочные. Отдельно стоят специальные строительные растворы: гидроизоляционные, буровые, акустические, тампонажные, рентгенозащитные, и т.д.

Виды строительных растворов по составу материалов

Вяжущие вещества. Они бывают минеральными и органическими. Первые из них – это гипс, известь, цемент, глина. При добавлении воды образуют пластичное тесто, которое затвердевает из-за протекающих в нем физических и химических процессов. Органические вяжущие – полимеры, битум и пр., натуральные или искусственные материалы, меняющие свое агрегатное состояние в зависимости от температуры.

Материалы для строительных растворов и соответственно сами смеси, делятся на воздушные и гидравлические. Воздушные связующие (известь, гипс, глина) могут отвердевать и сохраняют прочность только на воздухе. Из-за этого их используют в конструкциях, которые не подвергаются воздействию влаги. Гидравлические материалы (все цементы и гидравлическая известь) твердеют, как на воздухе, так и в воде, увеличивая при этом со временем свои прочностные свойства. Гидравлические строительные растворы можно использовать в наземных, подземных, надводных и подводных конструкциях.

Гипс получают, термически обрабатывая и размалывая натуральный гипсовый камень.

Гипсовое вяжущее быстро схватывается, поэтому в гипсовое тесто можно подмешивать присадки-замедлители, например столярный клей, известковое молочко.

Существуют строительный и высокопрочный гипсы. По пределу прочности при сжатии есть 12 марок материала – от Г2 до Г16 – строительный гипс, от Г16 до Г25 – высокопрочный. Гипсовые строительные растворы не водостойкие, чтобы повысить эту характеристику, в них можно добавить синтетические смолы.

Известь подразделяют на воздушную, твердеющую в сухих условиях и размягчающуюся в воде, и гидравлическую, которая твердеет и в воде.

Воздушную известку делят на негашеную и гашеную. Гасят ее в воде.

Гидравлическую известку получают, добавляя к воздушной молотые гидравлические добавки. Ее надо гасить так же, но небольшим количеством воды.

Глина – результат выветривания глинистых минералов – монтмориллонита, каолинита и гидрослюд с примесями слюды, кварца, опала и пр.

В обычном состоянии глина бывает тощая, средняя и жирная. В глиняные строительные растворы необходимо подмешивать просеянный кварцевый песок.

Цемент – тонкомолотое гидравлическое связующее вещество, которое получают из натуральных мергелей, обжигаемых в специальных вращающихся печах. При перемалывании клинкера с гипсом и некоторыми другими добавками получается цемент.

В частном строительстве применяют чаще всего портландцемент. Иногда используют пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент и пр.

Свойства строительных растворов на цементной основе в большей степени зависят от марки вяжущего. Это величина активности цемента, округленная до нижнего предела и учитывающая предел его прочности при изгибании. Портландцемент имеет марки 300- 600, глиноземистый – 400- 600, шлакопортландцементы – 300 и 400, цветные и белые цементы – 400 и 500.

Портландцемент делают для приготовления и применения растворов строительных, высоких марок. Шлакопортландцемент похож на обычный, но отвердевает медленнее. Пуццолановый цемент хорошо отвердевает только в воде и влажной среде и обладает устойчивостью к агрессивным средам. Глиноземистые цементы быстро твердеют и обладают высокой прочностью.

Введение в состав цемента до 5% сульфоферритов ведет к увеличению ее прочности на 20%. Такие цементы с минеральными добавками (расширяющиеся или напрягающие) позволяют изготовлять несколько типов твердых растворов.

Эти материалы для строительного раствора используются, если требуется изготовить жаростойкую и быстротвердеющую цементную смесь.

Песок – это сыпучая смесь зерен разных пород с размерами от 0,15 до 5 мм. Песок может быть кварцевым, известковым, полевого шпата и пр. Лучший наполнитель для растворов – кварцевый. В зависимости от наполнителя выделяют два вида строительных растворов: тяжелые – с кварцевым и полевошпатовым природным песком, а также заполнителем из дробленых горных пород. Легкие растворы – с пемзовым, туфовым, шлаковым песком. Растворы с одним видом вяжущего, называются простыми. Виды строительных растворов, объединяющие в себе несколько вяжущих веществ, называются сложными.

Для чего нужны различные типы растворов

Глиняные растворы используют как кладочные – для печей, труб и очагов. В качестве штукатурных их применяют редко.
Известковые строительные растворы очень пластичны, обладают удобоукладываемостью, имеют малую усадку, но отвердевают медленно. Применяют их для возведения каменной, кирпичной кладки в наземных частях строений, не подверженных воздействию влаги и при производстве штукатурных работ.

Цементные растворы используют для каменной и кирпичной кладки конструкций, которые находятся ниже уровня подпочвенных вод. Им штукатурят наружные стены, карнизы, цоколи. Помещения, влажность воздуха в которых выше 60%, также нуждаются в цементном растворе. Этими смесями производятся и стяжки полов.

Сложные растворы наиболее популярны, т. к. объединяют положительные свойства смесей, приготовленных на одном вяжущем. Сложные составы более прочны, чем аналогичные простые. Наиболее распространены из сложных типов растворов цементно-известковые. Реже применяются известково-гипсовые и цементно-глиняные.
Сложные смеси используют для всех видов работ, связанных с оштукатуриванием и кладкой.

Специальные строительные растворы

Смеси для заполнения швов между стыками сборных ж/б конструкций делают на цементе и кварцевом песке с подвижностью в 7-8 см. У таких специальных строительных растворов, которые воспринимают расчетную нагрузку, должна быть марка, аналогичной марке бетона соединяемых элементов. Для составов, не воспринимающих расчетную нагрузку – не меньше м100. Согласно снипу 2.03.11-85 растворов строительных в этих смесях не должно быть добавок, провоцирующих коррозию металла.

Инъекционные растворы – цементное тесто или цементно-песчаные смеси, используемые чтобы заполнить каналы предварительно напряженной конструкции. Они имеют повышенную прочность (не меньше м300), морозостойкость и водоудерживающую способность. Чтобы уменьшить вязкость смеси, применяются присадки СДБ или мылонафт. По своей сути – это различные типы твердых растворов.

Гидроизоляционные растворы производят на цементе от м400 и выше и кварцевом или искусственном тяжелом песке. Конструкции, испытывающие воздействие агрессивных вод, делаются из растворов с применением сульфатостойких обычного и пуццоланового портландцементов. Приготовление строительных растворов, нужных для водонепроницаемости стыков и швов в конструкциях, происходит на водонепроницаемом расширяющемся цементе.
Тампонажные строительные растворы рефераты студентов их часто именуют буровыми, необходимы для тампонирования скважин. Они имеют высокую однородность, подвижность, влагостойкость. Сроки схватывания их, соответствуют условиям нагнетания смеси в скважину. Все типы буровых растворов обладают хорошей водоотдачей под давлением и образуют в пустотах и трещинах горных пород плотные водонепроницаемые тампоны, обладающие прочностью, противостоящей напору подземных вод и стойкостью к агрессивным средам. Для тампонажных смесей используют при агрессивных водах – пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент или сульфатостойкий портландцемент, а если воды напорные – тампонажный портландцемент. Типы буровых растворов выбирают, исходя из гидрогеологических условий, вида крепи и метода ведения работ по тампонированию. При прохождении горных выработок с замораживанием и закреплением бетоном, состав строительного раствора должен быть цементно-песчано-суглинистым с добавлением до 5% кальция хлористого.

Идущие на звукопоглощающую штукатурку строительные растворы классификация определяет как акустические. Вяжущими в них применяют портландцемент, гипс, известь или их комбинации и каустический магнезит. Наполнителем служит песок, зернистостью в 3-5 мм из пористых легких материалов: шлака, керамзита, пемзы и пр.

Рентгенозащитными растворами штукатурят стены и потолки рентген-кабинетов. Вяжущими применяют цемент и портландцемент. Наполнителями в этих строительных растворах служат размолотый барит и др. тяжелые горные породы. Для увеличения защитных качеств в рентгенозащитные смеси подмешивают легкие элементы: литий, водород, кадмий.

Основные свойства строительных растворов

Прочность. Одним из основных свойств строительных растворов является их прочность. Она характеризуется определенной маркой. Эту марку (согласно гост 5802-86 растворов строительных) определяют, проверяя прочность при сжатии кубиков с длиной сторон в 7,7 см, после их 28-дневного отвердевания в стандартном режиме. Для строительных растворов классификация определяет такие марки: м4, м10, м25, м75,м100,м150,м200 и м300. Прочность растворов при растяжении в 5-10 раз меньшая, чем при сжимании.

Состав. Состав строительного раствора обозначается отношением компонентов смеси друг к другу. Расход связующего вещества всегда берется за 1. Для простых смесей, обозначение состоит из двух цифр, например: 1:3, где 1 – это одна часть вяжущего и 3 части наполнителя. В сложных смесях, состоящих из нескольких вяжущих, обозначают сначала основное вяжущее, затем дополнительное и в конце – наполнитель. Например: 1:0,5:4.

Плотность. По этому показателю различают легкие и тяжелые смеси. Плотность строительного раствора, считающегося тяжелым – более 1500 кг/м3, легкие смеси имеют данный показатель менее чем в 1500 кг/м3. По плотности строительного раствора можно судить и о его морозостойкости, чем она меньше, тем менее раствор стоек к холоду.
Водонепроницаемость смесей нужна для штукатурки фасадов строений, при обустройстве гидроизоляции, стяжек и укладке плитки в санузлах и т.д. Растворов, обладающих полной водонепроницаемостью нет. Самые водостойкие смеси с высокой плотностью. Для повышения этого показателя в растворы добавляют жидкое стекло, церезит и полимеры.
Морозостойкость. Основные свойства строительных растворов характеризуются, также и их устойчивостью к холоду. Существуют такие марки смесей по данной характеристике: F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200 и F300. Гост «растворы строительные» определяет методом нормирования морозостойкости строительных смесей количество циклов попеременных заморозок и оттаиваний насыщенного влагой раствора. Во время этих циклов прочность материала не должна падать более чем на 25%. Чем выше плотность смеси и меньше ее водонепроницаемость, тем выше и ее морозостойкость.

Физические свойства строительных растворов, влияющие на их прочность

По соотношению вяжущего и наполнителей различаются тощие, нормальные и жирные растворы. В жирных смесях вяжущего много. Они имеют хорошую пластичность, но отвердевая, сильно усаживаются. Если подобный раствор уложить большим слоем, то во время затвердевания образуются трещины. Тощие растворы содержат малое количество связующего вещества. Они имеют плохую пластичность, и с ними нелегко работать, но такое свойство этих строительных растворов, как небольшая усадка, позволяет успешно применять их при отделочных работах.
На общую прочность смесей влияет прочность наполнителя. Используя песок из твердых пород, можно увеличить данную характеристику раствора в 1,5 раза.

С течением времени прочность смесей возрастает. Общие сведения о строительных растворах, касающиеся этого вопроса, таковы: средний прирост по прочности цементно-песчаных и сложных растворов, твердеющих в стандартных условиях при температурах 15-25 ◦С, в сравнении с показателем в возрасте 28 дней: после 3 дней – 0,25; после недели – 0,5; после двух недель – 0,75; после 2 месяцев – 1,2 и после 3 месяцев – 1,3.

Слишком быстрое испарение влаги при отвердении летом может вызвать ее нехватку для нормального процесса кристаллизации, поэтому смесь необходимо в таких условиях увлажнять.

При приготовлении строительных растворов следует учитывать и такой важный фактор, как водоцементное отношение. Прочность смесей в большой степени зависима от количества затворяющей воды. Характеризуется данный показатель цифрой, которая получается при делении массы влаги на массу вяжущих материалов. Чаще всего водоцементное отношение колеблется около 0,5, хотя для гидратации вяжущего достаточно и отношения в 0,20. Чем выше водоцементное отношение, тем меньше прочность смеси.

Все остальные общие сведения о строительных растворах содержатся в СП (свод правил по проектированию и строительству) 82-101-98.

Приготовление и применение растворов строительных

Сразу следует предупредить наших читателей. Если вы собираетесь готовить строительную смесь вручную, то не пользуйтесь сведениями, почерпнутыми из непроверенных источников. Например, строительные растворы реферат, сделанный студентом и выложенный в интернет, может перепутать настолько, что в итоге вы приготовите совсем не то, что было необходимо. Можно для этой цели воспользоваться снип растворы строительные под номером 82-01-95. Там четко прописаны все нормы расходов материалов. А еще лучше, изучите весь СП 82-101-98.

Готовить смесь можно в любых больших емкостях. Особое внимание уделяйте углам емкости – в них часто остаются не перемешанные сухие компоненты. Известковые и глиняные смеси можно делать сразу, для сложных и цементных сначала готовится сухая смесь, затем наливается вода и снова все перемешивается. Помните, что цементные растворы надо использовать в течение 2-3 часов, в противном случае они начинают схватываться и их приходится выбрасывать.
Приготовление и применение растворов строительных вручную – тяжкий и очень трудоемкий процесс. Значительно облегчают его смесители и насосы для строительных растворов. Причем качество материалов, изготовленных в смесительных агрегатах, намного превосходит аналоги, приготовленные вручную.

Растворы делают в смесителях непрерывного и периодического действия. Продолжительность процесса смешивания обычных растворов -1.5-2 минуты, легких смесей- 2-3 минуты и растворов с присадками – до 4- 5 минут. В настоящее время существует возможность или купить соответствующие агрегаты, если строительство большое или арендовать их, если не очень. Есть и третий путь, если у вас вообще нет возможности самим заниматься приготовлением раствора. Можно просто покупать готовый товарный раствор. Перевозят такие материалы специальными автосмесителями. В этой же компании вы сможете заказать насос для строительных растворов, чтобы не мучиться с их подачей на стройплощадку.

По плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые с плотностью 1500 кг/м 3 и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м 3 , 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 архитуктурных 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 м 3 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 использовании 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, гидрофобно-пластифицирующую добавку «флегматор» и др.

Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.