КРАСОВСКИЙ_УП

Добавки не должны вызывать вредных последствий в период эксплуатации конструкций: разрушения каменных материалов; коррозии арматуры, анкеров, повышения влажности кладки и т. п. В связи с этим одни из самых эффективных понизителей температуры замерзания воды – хлориды – допускается применять только при подземной неармированной кладке.

Растворы с химическими добавками приготавливают как обычные растворы лишь с тем отличием, что затворение их производится водными растворами химических добавок. Несмерзшийся заполнитель, добавки загружаются в смеситель и перемешиваются в течение примерно 2 мин, после чего добавляется цемент и смесь перемешивается еще в течение 2…3 мин.

При повышении температуры твердение ускоряется, что может привести к быстрой потере удобоукладываемости смеси и испарению необходимой для гидратации вяжущего влаги, поэтому в жаркую и сухую погоду (влажность менее 50 % и температура выше 30 °С) во избежание обезвоживания и обеспечения влажностных условий твердения растворов в их состав вводятся водоудерживающие добавки, а также рекомендуется смачивать водой стеновые материалы и поверхности крупных блоков, соприкасающихся с раствором монтажных швов.

3.5.3. Штукатурные растворы

В условиях Дальневосточного региона при оштукатуривании каменных и бетонных стен, в том числе с влажностью более 60 % (ванные, бани, прачечные, наружные поверхности и т. п.) для обрызга (первого слоя штукатурки) применяют цементные и цементно-известковые растворы. Для штукатурки цоколей, карнизов, поясков и других участков стен наиболее подвергающихся увлажнению, эффективны гидрофобные добавки.

Во внутренних помещениях с влажностью воздуха менее 60 % во время эксплуатации обычно используют следующие виды растворов:

∙для внутренних поверхностей наружных каменных и бетонных стен, а также поверхностей бетонных покрытий – известковые и цементно-известко- вые растворы;

∙для поверхностей внутренних каменных или бетонных стен и перегородок

–известковые;

∙для гипсобетонных перегородок – известково-гипсовые и гипсовые с добавками наполнителей.

То есть вяжущие и другие компоненты раствора выбирают в зависимости от вида оштукатуриваемых поверхностей, назначения, условий эксплуатации и долговечности сооружений.

Известковые растворы, имеющие хорошее сцепление с кирпичными, шлакобетонными и деревянными поверхностями, достаточно прочны при эксплуатации в сухих условиях, однако медленно схватываются и твердеют. Поэтому для первого слоя (обрызга), особенно бетонных поверхностей, используют цемент- но-известковые или цементные растворы.

31

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Накрывочные известковые смеси (для бесшпатлевочной штукатурки) используют для отделки внутренних помещений различных зданий. Их наносят на слои обрызга и грунта тонким слоем (не более 2 мм) и затирают. После затвердевания такая поверхность не требует шпатлевания и шлифования перед окраской.

К таким смесям относятся жирные известковые растворы на мелком песке чаще всего состава 1:1 (бесшпатлевочная и беспесчаная накрывки и комбинированные отделочные составы). Для ускорения схватывания (удобства в работе) в такие смеси, непосредственно на стройке, добавляют до 5 % гипса от массы извести. При большом объеме подготавливаемого раствора для замедления схватывания гипса в раствор вводят земедлители схватывания: костный (столярный) или мездровый клей, квасцы, буру и др. При использовании накрывочного слоя необходимо помнить, что поверхность штукатурного слоя должна быть полностью обработана (затерта) до начала схватывания гипсового вяжущего.

Растворы на свежей негашеной молотой извести через 5…10 мин после затворения теряют подвижность, быстро разогреваются (до 100 °С) и через 20–30 мин начинают схватываться. Для регулирования свойств в них вводят гипс, цемент, глину, уменьшая скорость гашения извести. Применение молотой негашеной извести позволяет ускоренно получать прочный штукатурный слой, так как часть воды затрачивается на гашение извести, а большая часть воды испаряется в результате разогрева смеси.

Цементные растворы в силу высокой стоимости вяжущего и меньшей пластичности лучше использовать только при оштукатуривании наружных стен, помещений с повышенной влажностью (более 60 %) и конструкций, постоянно подвергающихся увлажнению (цоколи, карнизы парапеты и др.).

Пластичность цементных растворов повышают ведением пластифицирующих добавок (ЛСТ, СДБ, суперпластификаторов и других добавок, используемых местными строителями). В растворы марок 100 и выше пластификатор добавляют обязательно – для снижения расхода цемента и повышения водоудерживающей способности смеси.

При производстве работ в зимнее время в отапливаемых зданиях при температуре воздуха 5–8 °С сами растворы в момент нанесения их на стену должны иметь тепературу не ниже 8 °С [14].

3.5.4. Специальные растворы

В практике строителей, кроме кладочных, облицовочных и штукатурных растворов, используют большое количество растворов специального назначения: декоративные, гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, рентгенозащитные, огнезащитные, кислотоупорные и т. д., в большинстве своем используемые в качестве штукатурных, выполняющих еще и специальные функции.

Декоративные растворы используют для придания особой выразительности фасадам, интерьерам, полам и другим частям зданий. Кроме прочности на сжа-

32

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

тие и необходимого сцепления с основанием, такие растворы в течение всего периода эксплуатации должны сохранять все свои свойства при воздействии окружающей среды. Поэтому к ним предъявляются повышенные требования к стабильности по морозо-, свето- и водостойкости.

Помимо цветных цементов в растворах используют красящие добавки природного и искусственного происхождения (табл. 3.9).

Перед выбором добавки обязательно проверяют ее щелочестойкость путем добавления 5 %-ного раствора едкого натра в водную суспензию пигмента, в присутствии которого щелочестойкий пигмент в течение 15 мин не теряет своего цвета.

Светостойкость пигментов проверяют путем изготовления тонких лепешек, которые укладываются между двумя стеклами. Половину лепешки закрывают бумагой, другую оставляют открытой. Если после 7 суток выдержки незаметны изменения, цвет пигмента можно считать светостойким.

В качестве заполнителей применяют кварцевые пески или каменную крошку, получаемую дроблением горных пород или керамики, стекла, угля, пластмасс и других материалов размером частиц 2…5 мм, приклеиваемых полимерцементным составом или водоэмульсионной краской (внутренняя отделка). Для получения искрящейся поверхности добавляют слюду или дробленое стекло.

Терразитовые штукатурки применяют для отделки бетонных и оштукатуренных поверхностей фасадов. Их получают из специально приготовленных сухих смесей, затворяемых и перемешиваемых непосредственно на рабочем месте. В состав их входят обычно гидратная известь, цемент, заполнитель в виде кварцевого песка, мраморной крошки, слюды, а также необходимые пигменты. Марки раствора К, С и М, предназначенные для оштукатуривания цоколя, стен, вытягивания тяг отличаются лишь крупностью заполнителя: от 1 до 6 мм.

Штукатурки сграффито – особый вид декоративно-художественной многоцветной штукатурки. Наносят её в два–три накрывочных слоя различного цвета.

33

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Затем часть верхнего слоя срезают (выцарапывают), создавая рельефный слой. Растворы для такой штукатурки готовят как для обычной цветной штукатурки.

Гидроизоляционные растворы. Как правило, это «жирные» цементные растворы от 1:1 до 1:3, используемые для устройства гидроизоляционных слоев, стяжек, штукатурок. Готовят их на обычном портландцементе, сульфатостойком или расширяющемся цементе, часто с добавками, снижающими капиллярную пористость или придающими гидрофобные свойства растворам.

Наиболее простыми по составу являются растворы на расширяющихся и на- прягающих цементах. Минимальная пористость раствора достигается за счет эффекта расширения твердеющего цемента и связывания им большого количества воды затворения. При этом расширение и уплотнение цементного камня идет тем интенсивнее, чем больше на него действует вода из окружающей среды.

Растворы на жидком стекле дают не только водонепроницаемые, но и непроницаемые для нефтепродуктов покрытия. Чтобы получить такой раствор, жидкое стекло разводят в воде и этим составом затворяют сухую цементнопесчаную смесь. Затвердевая, жидкое стекло образует на поверхности штукатурного слоя водонепроницаемую пленку. Чтобы она не разрушалась углекислым газом, накрывку обычно выполняют жирным цементным раствором, а поверхность железнят.

К растворам с органическими добавками относятся полимерцементные растворы, содержащие 10…15 % водных дисперсий полимеров: поливинилацетата, синтетических каучуков, акриловых полимеров и др. [15, 16]. Они придают растворам высокую адгезию к любым основаниям и низкую проницаемость для воды, нефтепродуктов и других жидкостей.

Гидрофобизированные растворы получают, вводя в состав растворной смеси кремнийорганические полимерные продукты, например, гидрофобизирую-

щие жидкости 136-41, 136-57 и т. п.

Кислотостойкие растворы на кислотоупорном кварцевом цементе приме-

няют для устройства антикоррозионных покрытий конструкций, которые в процессе эксплуатации подвергаются воздействию кислот.

Вяжущим в этих растворах применяют жидкое стекло, а заполнителем является кварцевый песок или искусственный песок, получаемый дроблением кислотостойких горных пород (андезит, бештаунит, гранит, смесь базальта и молотого диабазового литья или молотых керамических изделий).

В качестве отвердителя растворов на жидком стекле применяют измельченный кремнефтористый натрий в количестве около 15 % от массы жидкого стекла.

Приготовляют кислотостойкие растворы непосредственно на объекте при температуре не ниже 10 °С в специально отведенных для этой цели растворосмесителях, куда сначала загружают сухие составляющие (песок, смесь тонкомолотого наполнителя и добавку активного кремнезема) и перемешивают их в течение 3…4 мин.

Готовая кислотостойкая смесь должна быть однородной, подвижностью 2…5 см, приготовленной на 35…40 мин работы. Приготовление смеси и работа

34

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

с ней требуют специальных мер безопасности. Хранят жидкое стекло и кремнефтористый натрий в емкостях с плотно закрывающимися крышками.

Теплоизоляционные растворы с пониженной теплопроводностью получают на пористых заполнителях (вспученный перлит, керамзитовый песок, опилки и др.). Составы и способы их приготовления такие же, как и у обычных растворов.

Акустические растворы (звукопоглощающие штукатурки) применяют для снижения шума и получения «безэховых» помещений для студий радио-, звукозаписи и др. Для этого используют легкие заполнители (пористый песок крупностью 3…5 мм из пемзы, вспученного перлита, керамзита и др.) и обычные вяжущие (цемент, гипс, известь и др). Смесь вяжущего и зерновой состав заполнителя должны обеспечить раствору открытую пористость затвердевшего материала.

Рентгенозащитные растворы (плотностью более 2200 кг/м3) заменяют обшивку свинцовыми листами. Состав раствора и толщина штукатурного слоя зависят от мощности излучения и принимаются каждый раз различными. Составляются они из цементов и специальных тяжелых заполнителей (барита, магнезита, лимонита) в виде песка и пыли крупностью не более 1,25 мм и легких добавок (литий, бор и др.).

Рентгенозащитные растворы по своим свойствам близки к обычным штукатурным, но медленнее схватываются и более тяжелые. В связи с этим штукатурный намет может сползать, его наносят тонким слоями в 4…6 мм.

Инъекционные растворы применяют для заполнения каналов в предварительно напряженных конструкциях и уплотнения бетона. Для этого они должны обладать определенной вязкостью, минимальным водоотделением, требуемой прочностью и морозостойкостью. Для уменьшения вязкости в смесь вводят пластификаторы или суперпластификаторы, водоотделение их должно быть не более 2 %, а прочность – не ниже М300.

Для гидроизоляции скважин, шахтных стволов и туннелей путем закрытия водоносных грунтов, трещин и пустот в горных породах и заполнения закрепленного пространства применяют тампонажные растворы. Вяжущим в них используют тампонажный цемент, а в агрессивных водах – сульфатостойкий портландцемент.

3.5.5. Сухие строительные смеси

Сухие строительные смеси (ССС) – мелкозернистые хорошо перемешанные смеси компонентов рационального состава, куда входят минеральные вяжущие, фракционированные заполнители строго определенного качества, тонкоизмельченные минеральные наполнители, химические и полимерные добавки. Для получения рабочей растворной смеси сухую смесь затворяют соответствующим количеством воды и тщательно перемешивают.

По ГОСТ 31189-2003 [17] ССС разделяются:

35

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

∙по применяемому вяжущему;

∙наибольшей крупности заполнителей;

∙основному назначению.

По виду вяжущего ССС разделяют на простые и сложные (содержащие смешанные вяжущие, доля дополнительных вяжущих в которых составляет не менее 20 %). Вид вяжущего определяет условия твердения и эксплуатационные свойства ССС (влажностный режим эксплуатации, стойкость к циклическому увлажнению-высушиванию, морозостойкости и др.).

По крупности заполнителей ССС разделяют на бетонные, растворные и смеси для тонкослойных технологий (дисперсные) с крупностью наполнителя не более 1,25 мм.

По основному назначению различают ССС кладочные, штукатурные, гидроизоляционные, защитные, напольные, клеевые и др. Следует иметь в виду, что смесь одного и того же состава может быть использована для разных видов работ.

Опыт использования сухих смесей показал их высокую эффективность по сравнению с растворными смесями традиционного приготовления:

∙обеспечивается высокая стабильность свойств раствора;

∙раствор готовят в строго необходимых количествах;

∙в 3…10 раз снижается расход материалов (за счет использования более тонких слоев и отсутствия отходов);

∙производительность труда повышается в 2…5 раз;

∙смеси в сухом состоянии можно долго хранить и транспортировать без потери качества.

Современные сухие смеси – многокомпонентные системы, специализированные по назначению, что достигается использованием тех или иных компонентов в строго определенных количествах.

Особенности технологии применения сухих смесей связаны со спецификой растворения и диспергирования полимерных компонентов во время затворения смеси. Для обеспечения полного растворения водоудерживающих добавок и диспергирования полимерных модификаторов рекомендуется двухстадийный режим перемешивания с помощью высокооборотных механических мешалок (небольшие количества растворных смесей можно перемешивать в обычном ведре дрелью с пропеллерной насадкой). Первичное перемешивание длится 3…5 мин; затем смеси следует дать отстояться 5…7 мин и провести окончательное перемешивание в течение 1…2 мин. Такой режим перемешивания объясняется замедленным растворением полимерных компонентов.

Для проявления адгезионных свойств сухих смесей большое значение имеет состояние поверхностей, на которые наносится смесь. Основание должно быть прочным, в противном случае возможен отрыв по материалу основания. На основании не должно быть пятен веществ, препятствующих адгезии (битум, масла и т. п.); малярные покрытия должны быть удалены. При нанесении раствор-

36

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ной смеси основание должно быть равномерно увлажнено. Сильнопористые основания предварительно грунтуют, металлические детали (гвозди, шурупы, выходы арматуры) защищают антикоррозийным составом.

Основные виды сухих смесей, которые выпускает промышленность, можно разделить на несколько групп. Каждая из них объединяет достаточно большое количество смесей, отличающихся спецификой свойств и областей применения.

Кладочные смеси по объемам производства занимают ведущее место. Представлены они цементно-песчаными растворами марок от М50 до М175, содержат минеральные или органические пластификаторы и тонкодисперсные минеральные добавки (золы ТЭС, молотые известняки и т. п.); зимой в них вводят противоморозные добавки. Для кладки с тонкими швами (блоки из ячеистого бетона) производят специальные смеси.

Штукатурные смеси. Для проведения работ на современном уровне в зависимости от того, по каким основаниям ведутся работы и какова их конечная цель, используют различные специализированные смеси, учитывающие крупность песка, необходимость полимерных модификаторов, пигментов, декоративных и пористых заполнителей, пенообразующих добавок.

Для наружных работ и оштукатуривания стен в помещениях с повышенной влажностью чаще используют смеси на цементном вяжущем. К сожалению портландцемент набирает необходимую прочность 5…7 сут, для его твердения необходима вода, поэтому они чувствительны к температурно-влажностному режиму твердения, боятся быстрого высыхания, что может привести к растрескиванию штукатурки. Поэтому состав смеси усложняется введением ряда компонентов (водоудерживающие добавки, редиспергируемые полимерные модификаторы).

Шпатлевочные смеси, обеспечивающие гладкость поверхности и отсутствие видимых дефектов (трещин, раковин и др.), проявляющихся после окраски, выпускают в виде многокомпонентных систем, в основе которых находятся либо минеральное вяжущее, либо полимерное связующее. Но и в шпатлевках на минеральном вяжущем обязательно содержатся полимерные модификаторы (второе вяжущее), роль которых заключается в обеспечении адгезии шпатлевки к основанию и формировании прочной структуры шпатлевки после ее нанесения. Наполнитель в шпатлевках более тонкодисперсный, чем в штукатурных смесях (обычно не более 0,2…0,3 мм). В роли наполнителя используют тонкомолотые карбонатные породы (известняк, мрамор) и очень мелкие пески.

Клеевые смеси активно используются в последнее время для отделки фасадов керамической плиткой и плиткой из природного камня, устройства интерьеров, настилки полов и др. В связи с этим наряду со шпатлевочными смесями они становятся самыми популярными среди строителей. Популярность сухих клеевых смесей объясняется тем, что приклеиваемые плитки могут относиться и к мелкоштучным и к крупноразмерным (60×60 см и более), т. е. и к легким, и к тяжелым. Причем характер их поверхности, внешний вид, водопоглощение могут быть различными, как и режимы эксплуатации облицовываемых поверх-

37

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ностей: внутренние помещения и внешняя отделка в районах с сухим климатом и облицовка бассейнов и наружных стен во влажных районах.

Сухие клеевые смеси – сложные многокомпонентные составы на основе портландцемента с тонкомолотым наполнителем и редеспергируемым полимером сополимером винилацетата. Это обеспечивает им повышенную водостойкость, эластичность, прочность и, самое важное, – адгезионные свойства. Редеспергируемый полимер при приготовлении должен образовывать водную дисперсию и в процессе твердения смеси приобрести пленочную форму. Для этого необходима определенная температура, которая указывается на упаковке и строгого соблюдается. Использование антиморозных добавок для работ при отрицательных температурах категорически запрещено.

Сухие смеси для полов изготовляются двух типов:

∙смеси для устройства стяжек;

∙смеси для устройства лицевого покрытия пола.

Стяжки выравнивают основание пола под лицевое покрытие и передают нагрузку от покрытия к основанию. Смеси для лицевого покрытия должны обладать низкой пористостью и водопоглощением, высокими прочностными характеристиками и износостойкостью.

Для полов высокоэффективны самовыравнивающиеся смеси, которые благодаря действию системы пластифицирующих и водоудерживающих добавок после затворения смесей водой и интенсивного перемешивания приобретают свойства «жидкого тела». Благодаря этому, они хорошо растекаются под действием собственной массы, образуя горизонтальную поверхность, не дают седиментации (отделение воды и осаждение заполнителя). В смесях для внутренних слоев может использоваться гипс, вяжущим в лицевых покрытиях является только цемент. Для покрытий полов высокоэффективны безусадочные смеси на расширяющихся цементах, затвердевающие через 4…6 часов, а полимерные модификаторы в составе смеси обеспечивают высокую износостойкость покрытия.

Контрольные вопросы

1.Что называют строительным раствором?

2.По каким признакам и на какие виды классифицируют строительные растворы?

3.Что учитывают при выборе вяжущего для приготовления раствора?

4.Каковы основные виды вяжущих, применяемых в растворах и требования

кним?

5.Какие материалы применяют в качестве заполнителей для строительных растворов?

6.Перечислите основные свойства растворных смесей.

7.Что означает удобоукладываемость растворной смеси, как ее оценивают?

8.Опишите методику определения подвижности растворной смеси.

38

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

9.Что такое водоудерживающая способность и как ее определяют?

10.Что означает расслаиваемость (связность) смеси и как ее определяют?

11.Какие факторы влияют на технологические свойства растворных смесей

икак их можно регулировать?

12.Опишите методику определения плотности растворной смеси.

13.От чего зависит выбор температуры приготовляемой растворной смеси?

14.Перечислите основные свойства затвердевших растворов.

15.Опишите методику определения прочности раствора.

16.Какие факторы и как влияют на прочность растворов?

17.Как рассчитывают состав и выражают расход основных компонентов сложного раствора?

18.Каким образом учитывают время твердения раствора при определении его марки по прочности?

19.Как корректируется состав раствора по прочности?

20.Каковы основные требования к кладочным и монтажным растворам?

21.Как и почему влияет температура на скорость твердения растворов?

22.Какие меры предпринимают для обеспечения набора марочной прочности при работе в зимних условиях?

23.Охарактеризуйте разновидности штукатурных растворов.

24.Перечислите основные виды специальных растворов и области их применения.

25.Дайте краткую характеристику теплоизоляционным, акустическим, огнезащитным, рентгенозащитным и тампонажным растворам.

26.По каким признакам и на какие виды классифицируют ССС?

27.В чем проявляются преимущества применения сухих смесей перед товарными растворами?

28.Опишите особенности приготовления сухих смесей.

29.Перечислите основные виды химических добавок-модификаторов ССС, охарактеризуйте механизм их действия и получаемый эффект.

30.Дайте характеристику основных видов ССС.

4. БЕТОННАЯ СМЕСЬ

4.1. Структура бетонной смеси

В процессе переработки бетонной смеси можно выделить два периода, когда материал характеризуется различными свойствами и состоянием:

1)бетонная смесь до схватывания цемента и превращения бетона в твердое

тело;

2)затвердевший бетон – период твердения и эксплуатации материала, обладающего всеми свойствами твердого тела.

39

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Бетонную смесь (сложную многокомпонентную систему) получают при затворении водой смеси цемента и заполнителей. В нее могут входить различные добавки и воздух в виде мелких пузырьков, попадающий в бетонную смесь при перемешивании, иногда при уплотнении бетонной смеси. Некоторые добавки способствуют активному воздухововлечению в смесь и тем самым увеличивают пористость бетонной смеси и бетона, изменяя его свойства.

Бетонную смесь можно получать и путем перемешивания сухих компонентов с жидким вяжущим (асфальтобетон), полимерами (пластбетон) и т. д., но в учебном пособии рассматриваются только цементные бетоны.

Свойства бетонных смесей зависят от их структуры и свойств составляющих и обладают рядом особенностей: псевдоразжижаться или становиться более подвижной под влиянием механических воздействий и постоянно менять свои свойства под воздействием физико-химических процессов взаимодействия цемента и воды вплоть до схватывания системы и превращения ее в твердое тело.

Взаимодействие между твердыми частицами в бетонной смеси определяется наличием жидкой среды: только при добавлении воды и сухой смеси цемента и заполнителей эта смесь приобретает структуру и свойства, присущие бетонной смеси. Силы взаимодействия между твердыми частицами имеют разную физическую природу и зависят от размеров частиц, от объема жидкой среды, ее природы, наличия в ней ионов других веществ (от растворимых добавок), величины поверхностного натяжения.

Бетонная смесь содержит частицы различных размеров, и поэтому в ней появляются все отмеченные выше силы. Однако на их эффективность влияет характер структуры бетонной смеси и взаимодействие между частицами разного размера. Мельчайшие частицы, осаждаясь и прилипая к поверхности более крупных зерен, теряют подвижность, и для ее повышения необходимо введение дополнительного количества воды и мельчайших частиц. Увеличение количества воды повышает подвижность, но понижает сцепление бетонной смеси. Меняя соотношение частиц между собой и содержание жидкой фазы, получают задан-

ную подвижность и связность бетонной смеси.

Для увеличения подвижности бетонной смеси необходимо уменьшение флоккулирующих сил и увеличение сил отталкивания (рис. 4.1).

Это достигается увеличением В/Ц и тем самым увеличением расстояния между зернами цемента; использованием высокоскоростных смесителей для разрушения цементных флоккул); введением больших молекул, адсорбирующихся на поверхности цементных частичек и препятствующих образованию флоккул; введением веществ, повышающих ξ-потен- циал, усиливающих эффект отталкивания; введением очень малых (<10 мкм) частиц с положительным

40

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com