6 Строительные растворы

6.1Классификация строительных растворов

В1584 г. в Москве был учрежден "Каменный приказ", который наряду с заготовкой строительного камня и выпуском кирпича ведал также изготовлением извести. В частности, в Москве появились первые производители сухих

строительных смесей – назывались они цементом (или "сементом"). Активно использовались добавки – бычья кровь, творог, яичный белок, кизяк и другие вещества, что свидетельствует о высоких требованиях к качеству возводившихся сооружений.

Но уже тогда вопрос экономии и удешевления материалов и использования отходов производства (брак кирпича) не всегда решался в соответствии с задачей сохранения качества продукции. Использование толчёной керамики в качестве заполнителя – прием, широко применявшийся многими древними народами. К примеру, в Индии использовалась известь в смеси с сурки – молотым кирпичом. Интересно, что в раннем зодчестве в строительных растворах в качестве заполнителя песок практически не использовался. В качестве вяжущего также использовался гипс, а заполнителя – дробленый алебастр.

В 1822 г. в Петербурге вышла книга Е.Г. Челиева "Трактат об искусстве приготовлять хорошие строительные растворы".

Строительный раствор – это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя (песка) и специальных добавок, улучшающих свойства смеси и растворов.

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

Для приготовления растворов применяют различные вяжущие, такие как цемент, известь, гипс, полимеры, битум, жидкое стекло и др.

В сухих строительных растворных смесях в качестве вяжущих используют также дисперсионные полимерные порошки (ДПП) или еще их называют редисперсионными (РПП). Их получают методом распылительной сушки водных синтетических дисперсий на базе гомо- и сополимеров винилацетата, этилена виниллаурата, винилверсатата, стирол-акрилата, полиакрилата, баутадинстирольных полимеров и др. Это продукция таких известных западных фирм, как немецкого концерна Clariant (Клариант) – Mowilit Pulver, АКВАЛОН, ЭЛОТЕКС, Rhoximat, производимой фирмой Rhodia (Родиа), Франция. Основным поставщиком крупных зарубежных химических концернов являются ком-

пании ЗАО «Еврахим-I» и ЗАО «МП-ЕТС». РПП имеют ρнас = 400…500 кг/м3 и характеризуются средним размером частиц 50…250 мкм. При смешивании с

водой порошки могут иметь высокую, среднюю и низкую скорости редиспергирования с образованием дисперсий, состоящих из частичек со средним размером 0,01…0,5 мкм. Вязкость дисперсии полимеров в воде (по Брукфильду) составляет 500 ± 200 мПа·с.

По своему составу растворы могут быть простые и сложные. Простые растворы состоят из одного вида вяжущего и заполнителя, например цементный раствор 1:3 (цемент: песок); сложные растворы – из нескольких вяжущих

285

и заполнителя, например цементно-известковый раствор 1:3:5 (цемент: известь: песок). Добавка извести в цементно-известковый раствор экономит цемент и улучшает пластичность растворной смеси.

При использовании растворов в строительстве учитывают свойства вяжущих веществ. Растворы на гидравлических вяжущих применяются для подземных и надземных частей зданий и сооружений, находящихся во влажной или сухой среде (рисунок 183).

Средняя плотность растворов зависит от массы заполнителя. Тяжелые растворы (плотностью более 1500 кг/м3) приготавливаются с использованием плотных песков – природных кварцевых или полевошпатных, дробленных из плотных горных пород или металлургических шлаков. В легких растворах (плотностью менее 1500 кг/м3) в качестве заполнителя применяют пески, получаемые дроблением пористых горных пород (туфов, пемзы и др.) или искусственных пористых материалов (керамзита, аглопорита, перлита и др.).

Растворы могут доставляться на объект в готовом к применению виде или приготовленные смешиванием всех составляющих на приобъектных бетонорастворных установках. Растворные смеси, приготавливаемые на специализированных предприятиях в сухом виде, требуют смешивания с водой или водными растворами добавок на объекте непосредственно перед применением.

По назначению различают следующие строительные растворы. Кладочные растворы, применяемые для каменной кладки стен, с исполь-

зованием бутового камня, керамического или силикатного кирпича, камней, фундаментов, столбов, сводов и других мелкоразмерных стеновых изделий.

Штукатурные растворы, пред-

назначенные для нанесения на готовые поверхности внутренних стен, потолков и фасадов зданий слоев грунта, набрызга и накрывки.

Монтажные растворы, исполь-

зуемые для заполнения швов между крупными элементами и деталями зданий или сооружений – панелями, блоками и т.п.

Рисунок 183 – Кладочные растворы. Дом Висенс. Архитектор – Антонио Гауди

Ремонтные растворы, применяемые для выравнивания стен и потолков, для санации бетонных и железобетонных конструкций в местах повышенной солевой агрессии, для заделки раковин при ремонте бетонных и железобетонных конструкций, водоотталкивающие для применения в местах повышенной влажности.

Специальные растворы, к которым относятся декоративные, затирочные, клеевые, гидро- и теплоизоляционные, акустические, жаростойкие, кислотостойкие, тампонажные, рентгенозащитные, инъекционные и др.

286

6.2 Требования к материалам для изготовления растворных смесей

Вяжущие, применяемые для приготовления растворов, должны соответствовать требованиям нормативных документов: цемент для строительных растворов (ГОСТ 25328), белый портландцемент (ГОСТ 965) и цветные портландцементы (ГОСТ 15825); глина (согласно требованиям, изложенным в приложении В к ГОСТ 28013-98), а также смешанные вяжущие по нормативным документам на конкретные виды вяжущих. Качество вяжущих материалов проверяется в лаборатории.

В качестве заполнителей применяют песок для строительных работ, отвечающий требованиям ГОСТ 8736; золы-уноса от сжигания каменных и бурых углей (ГОСТ 25818); золо-шлаковые пески, получаемые дроблением золошлаковых смесей от сжигания каменных и бурых углей (ГОСТ 25592); пористые пески, получаемые дроблением природных или искусственных пористых материалов (ГОСТ 25820), песок из шлаковых тепловых электростанций (ГОСТ 26644); песок из шлаков черной и цветной металлургии (ГОСТ 5578).

Для приготовления строительных растворов лучше использовать песок с зёрнами, имеющими шероховатую поверхность. Песок предохраняет раствор от растрескивания при твердении, снижает его стоимость. Если песок содержит крупные включения (комья глины и др.), то его просеивают. Для кирпичной кладки применяют растворы на песках с зернами не более 2 мм. Для растворов марки M100 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.

Вода для затворения растворных смесей должна быть проверена на соо т- ветствие требованиям ГОСТ 23732; вода из системы питьевого водоснабжения может применяться без предварительной проверки.

6.3 Модифицирующие добавки

Для регулирования технологических свойств растворных смесей и эксплуатационных характеристик растворов в их состав вводят химические добаки. По своему функциональному действию добавки бывают: расширяющие, водоудерживающие, пластифицирующие и гидрофобизирующие, замедлители и ускорители схватывания и твердения цемента, противоморозные, порообр азующие (воздухововлекающие) и антивспенивающие (пеногасители), красящие, анисептирующие, загущающие (уменьшающие липкость к инструменту).

На смену малоэффективным неорганическим добавкам пришли высокоэффективные водоудерживающие добавки нового поколения – это гидратированные эфиры целлюлозы. Из них наибольшее распространение получили водоудерживающие добавки марок Tylose (Clariant, Германия) и Bermocoll (Arzo Nobel, Швеция). При дозировке 0,2…0,6 % от массы смеси они обеспечивают водоудерживающую способность растворов до 99 %. Благодаря этому затворенная растворная смесь после ее нанесения в течение 15…30 мин сохраняет

287

пластичность и клеящую способность, а гидратация цемента в воздушно-сухих условиях протекает полно, способствуя наибольшему набору прочности. Применение водоудерживающих добавок особенно важно в тех случаях, когда строительные растворные смеси работают в контакте с пористыми основаниями (кладочные растворы для монтажа газобетонных блоков, штукатурные растворы, клеи для плиток и т.д.), а также при использовании в тонких слоях, характеризующихся большой скоростью высыхания, таких как шпатлевки и затирки. Обладая загущающими свойствами, эфиры целлюлозы препятствуют седиментации частиц заполнителя. Особенно это важно при использовании самонивелирующих растворных смесей для устройства наливных полов.

Неизбежным следствием физико-химических процессов твердения всех известных обычных цементов является их усадка, при которой образуются внутренние напряжения, ведущие к образованию трещин. Наиболее радикальным путем устранения отрицательных последствий усадки является использ о- вание в качестве расширяющей добавки расширяющихся и напрягающихся цементов либо специально изготовленных расширяющихся добавок. В России основным производителем напрягающих и расширяющих цементов и добавок являются Подольский и Паширский заводы. Подольский завод ЦЕМДЕКОР выпускает напрягающие цементы НЦ-10 и НЦ-20. Расширяющуюся добавку во Владикавказском НПП «Ирстройпрогресс» под торговой маркой ИР-1. Добавка включает в себя доломит (0,1…5 %), гипс (24,9…30,0 %) и глинистый сланец

(65,0…75,0 %) с соотношением Al2O3: SiO2: CaO от 1:3:0,05 до 1:3,5:0,2.

К пластифицирующим (гидрофилизирующим) и гидрофобизирующим до-

бавкам относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Макромолекулы гидрофилизирующих ПАВ, адсорбируясь на зернах вяжущих, своими гидрофильными полярными группами притягивают молекулы воды, способствуя более полному обводнению частиц. В результате этого силы трения между частицами уменьшаются, а текучесть и пластичность смеси улучшается. Пластифицирующие добавки придают строительным растворным смесям такие ценные свойства как удобоукладываемость, однородность, легкость перемешивания и нерасслаиваемость при транспортировке. К добавкам такого типа относятся суперпластификаторы С-3, Peramin-Spa (с эффектом компенсации усадок), Genapol PF 80 Pulver (с эффектом воздухововлечения). Суперпластификаторы Melment и Melflux производства немецкой фирмы SKW являются продуктами поликонденсации на основе меламиноформальдегида, поликарбоксилата и полиэтиленгликоля. Они вводятся в составы растворов в количестве от 0,05 до 1,5 % от массы сухой смеси для увеличения текучести растворов, снижения водопотребности смеси и, как следствие, увеличения конечной прочности, плотности и однородности затвердевшего камня. Тип и дозировка суперпластификатора существенно зависит от типа и соотношения вяжущего в растворе. Так, Melflux РР 100 F более эффективен в составах на основе высокоалюминатного цемента, тогда как Melflux 164100 F лучше работает с портландцементом.

Гидрофобизирующие добавки, хотя и проявляют пластифицирующие свойства, но механизм их действия несколько отличен от гидрофилизирующих ПАВ. Адсорбируясь своими полярными группами на гидрофильных поверхно-

288

стях вяжущих, эти добавки создают на них тончайшие мономолекулярные пленки, снижающие коэффициент трения между зернами частиц вяжущего и заполнителей. Углеводородные гидрофобные радикалы при этом обращены наружу. В результате смесь гидрофобизируется, причем одновременно понижается водопотребность вяжущего и пластифицируется цементное тесто. К числу добавок такого типа относятся абиетат натрия – натриевая соль абиетиновой кислоты С19Н22СООNa3, стеараты кальция (в количестве 0,2…0,8 % от массы сухой смеси), цинка (0,1…0,6 %), магния – соли стеариновой кислоты

СН3(СН2)16СОООН, олеат натрия и др.

При использования в растворных смесях строительного гипса обычно применяют вещества, замедляющие схватывание и твердение растворов. Из-

весть-пушонка, вводимая в гипсовые шпатлевочные смеси как пластифицирующая и отбеливающая добавка в количестве 10…15 %, также является замедлителем схватывания.

ДПП, эфиры целлюлозы и суперпластификаторы являются неотъемлемой частью растворных смесей, кроме своего функционального назначения, они замедляют процессы схватывания и твердения растворов на основе минеральных вяжущих. Тогда возникает необходимость введения добавок ускорителей твердения. Самыми доступными и дешевыми добавками являются соли: NaCl (ХН), KСl (ХК), NaNO3, NН4Cl, CaSО4, Al2SО4 и др. Такие добавки способствуют активизации твердения, позволяя сократить на 20 % время достижения раствор а- ми требуемой прочности. Такие добавки как формиат кальция, аморфный кремнезем и Rhoximat SA-502 (состоит на 99 % из аморфного глинозема), в отличие от многих солей-ускорителей, не вызывают солеобразования (белого налета) на поверхности покрытия. Кроме того, введение Rhoximat SA-502 в растворные смеси в количестве 1…2 % позволяет ускорить схватывание и с о- кратить твердение строительных растворных смесей на 40…50 %.

Большая часть России по своему географическому положению находится в достаточно суровой климатической зоне, и значительная часть объема кладочных, монтажных и отделочных работ производится в зимнее время. Поэтому при проведении строительно-монтажных работ в холодное время года в растворные смеси вводят противоморозные добавки. Это хорошо растворимые в воде соли, снижающие температуру замерзания растворов: ХК, ХН, а также тиосульфат натрия (Na2S2O3), формиат кальция, сульфат аммония Al2(SO4)2 и др.

Получение тепло- и звукоизоляционных растворов возможно введением в их составы газообразующих или воздухововлекающих добавок. Общеизвестен и метод воздухововлечения, позволяющий повысить морозостойкость раствора за счет образования так называемых «резервных пор» (3…5 %), которые компенсируют внутреннее напряжение, возникающее при замерзании воды в порах цементного камня. На формирование системы воздушных пор оказывают влияние химическая природа и молекулярная масса воздухововлекающих добавок. Наилучшими воздухововлекающими добавками для гипсовых композиций яв-

ляются Hostapur OSB Neu (сульфонат олеина) и Genapol PF 80 Pulver –

продукция полимеризации из оксидов пропилена и этилена.

289

Воздушные поры, образованные воздухововлекающими добавками, отличаются стабильностью, существенно снижают усадку и связанное с этим растрескивание, особенно для растворов на цементной и цементно -известковой основе. Дозировка воздухововлекающих добавок колеблется от 0,005 до 0,1 % от массы сухой смеси.

Для повышения паропроницаемости систем наружной теплоизоляции в составы штукатурок и клеев вводят такие эффективные порообразователи, как упафор или бермодол. Отечественной классической газообразующей добавкой является алюминиевая пудра ПАК-1.

Во время перемешивания сухой смеси с водой, как правило, происходит неизбежное вовлечение воздуха, которое может привести к нежелательному образованию пены в строительном растворе. Вовлеченные воздушные пузыри, лопаясь, приводят к возникновению кратеров и пор на поверхности твердеющей системы. Кроме того, высокое содержание воздуха может значительно понизить показатели прочности. Для устранения таких нежелательных явлений в составы самонивелирующихся гидроизоляционных ремонтных смесей вводят

антивспениватели (пеногасители) марки Agitan. Они позволяют контролиро-

вать деаэрацию во время приготовления и нанесения строительных растворов. Порошкообразные пеногасители: Agitan Р803 представляет собой смесь жидких углеводородов и полигликолей на аморфной кремниевой кислоте, Agitan VР804 – кремний на аморфной кремниевой кислоте. Тип пеногасителей и его дозировка существенно зависят от типа и происхождения сырьевых материалов, используемых в рецептуре. Так, например, в составе сухих смесей, модифицированных сухими редиспергирующими связующими Mowilith Pulver, рекомендуются следующие порошковые пеногасители: для систем с РПП на ви- нил-ацетатных сополимерах – Agitan Р803 Agitan VР804; системы с полимерными порошками на акрилатах – Agitan VР804.

Все без исключения пигменты, применяемые в строительных растворах, должны обладать высокой щелочестойкостью, поскольку большую их часть готовят на основе цементов и извести. Наиболее щелочестойкими являются пигменты на основе оксидов железа, хрома, титана.

Железный сурик (ГОСТ 8135-74) – природный неорганический пигмент красно-коричневого цвета с содержанием оксида железа (Fe2O3) более 65 % и примесями глинистых минералов и кварца.

Из зеленых пигментов наибольший интерес представляет оксид хрома – это химически инертный минеральный порошок. Пигмент обладает абсолютной стойкостью к действию света и большой стойкостью к действию высоких температур, не изменяется под действием кислот, щелочей и сернистых соединений, поэтому его можно смешивать с любыми пигментами, не зависимо от их химического состава, и использовать в сочетании со всеми видами связующих.

Диоксид титана (ГОСТ 9808-84) представляет собой порошок белого цвета, состоящий на 90…98 % из ТiО2. Он обладает высокой светостойкостью и атмосферостойкостью, нерастворим в кислотах и щелочах и под действием сернистых соединений не изменяется. Диоксид титана совершенно нетоксичен и поэтому может применяться в финишных шпатлевках, предназначенных как для наружной, так и внутренней отделки.

290

Для придания строительным растворам большей белизны в их состав вводят химически осажденный мел и известь-пушонку. В качестве черных пигментов в строительстве наиболее часто применяют сажу, графит и диоксид марганца. МnО2 получают из природной марганцевой руды. Имеет большую плотность, близкую к плотности земляных пигментов, поэтому хорошо смешивается с ними в составных колерах.

Строительные растворы, соприкасающиеся с органическими материалами, ДСП, древесиной, пенопластами и др., при повышенной влажности и температуре могут стать питательной средой для развития плесневых грибов и других биоразрушителей. Для повышения их биостойкости применяют так называемые анисептики – вещества, ядовитые для грибов и безвредные для человека. Обычно это растворимые в воде фторсодержащие соли (NaF), в частности, фтористый натрий и кремнефтористый натрий (Na2SiF6).

Фтористый натрий (ГОСТ 20022.2-80), натриевая соль фтористоводородной кислоты, представляет собой белый тонкодисперсный, хорошо диспергируемый и растворимый в воде порошок. В отличие от других солей он не гигроскопичный, сыпучий, твердый и неслеживаемый при хранении продукт.

Кроме антисептических свойств, фтористый натрий проявляет свойство ускорителя твердения. При затворении водой он вступает в химическое взаимодействие с составляющей цемента Са(ОН)2, образуя плохо растворимый фторид кальция по реакции:

Са(ОН)2 + 2NаF = СаF2 + 2NаОН

Нерастворимые кристаллы СаF2, являясь дополнительными центрами кристаллизации, ускоряют процессы схватывания и структурообразования растворов в 5 раз. Кроме того, содержание от 1…2 % NаFв смеси повышает температуру раствора на 5…6 оС, позволяя применять такие растворы в холодное время года. Такая заметная экзотермия согласуется с теоретической термодинамикой процесса, так как энтальпия фтористого кальция имеет достаточно высокое значение.

Кремнефтористый натрий, натриевая соль кремнефтористой кислоты, – слаборастворимый в воде порошок белого или серого цвета; его растворимость в горячей воде – около 2,4 %. Применяют совместно с фтористым натрием.

Порошкообразные эфиры целлюлозы относятся к основным модифицирующим добавкам, применяемым практически для всех видов строительных растворов. При значительном их содержании, наряду с повышением водоудерживающей способности, повышается липкость к инструменту, комкование и, как следствие, ухудшается технологичность (удобоукладываемость) растворов.

Для устранения этого недостатка в строительные растворы вводят добав-

ки, снижающие липкость его к инструменту. Это загущающие вещества орга-

нического и минерального происхождения.

Из органических – Tylovis SE 7 (эфир крахмала). Он существенно улучшает технологичность и гладкость, устраняет комообразование в гипсовых штукатурках. В клеях и шпатлевках, требующих повышенного содержания метилцеллюлозы, он снижает липкость к инструменту и увеличивает открытое время.

291

К загустителям минерального происхождения относятся бентониты. Это высокодисперсные глинистые породы (коллоидные глины), состоящие в осно в- ном из минералов группы монтмориллонита (Al2O3·4SiO2·nH2O). Дозировка загустителя зависит от содержания в сухой смеси эфира целлюлозы и устанавливается опытным путем.

6.4Свойства растворных смесей и растворов

Кважнейшим физико-механическим свойствам относятся: средняя плотность, прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основани-

ем, теплопроводность, морозостойкость и деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

Растворная смесь должна быть удобна в работе и прочно сцепляться с поверхностью, на которую наносится.

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 водоудерживающей способности смеси.

Подвижность растворных смесей характеризу-

ется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г) стандартного прибора. В соответствии с назначением раствора подбирается ее подвижность, так как она влияет на производительность труда каменщика и качество кладки (рисунок 184).

Подвижность кладочных растворов выбирают в зависимости от вида кладки, свойств основания (камня), уплотнения и температуры воздуха. Она зависит от состава смеси, размера и формы зерен песка и от водоцементного отношения (таблица 64).

Рисунок 184 – Прибор ПГР (конус СТРОЙЦНИЛа) для определения нормальной густоты раствора по ГОСТ 5802-86 в лабораторных условиях и подвижности растворной смеси.

Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения по-

движности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием (кирпичом и т.п.). Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных добавок и органических пластификаторов. Смесь с такими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хор о- шо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее.

292

Таблица 64 – Подвижность кладочных растворов в зависимости от вида кладки

Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором и кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает. Увеличивается и долговечность наружных стен.

Водоудерживающая способность определяется путём испытания слоя растворной смеси толщиной 12 мм, уложенного на промокательную бумагу. При проведении испытания 10 листов промокательной бумаги взвешивают, укладывают на стеклянную пластину, сверху кладут марлю, устанавливают сверху кольцо и ещё раз взвешивают. Растворную смесь укладывают в кольцо, взвешивают и оставляют на 10 мин. Потом металлическое кольцо снимают вместе с раствором и марлей. Промокательную бумагу снова взвешивают. По разности массы в начале и конце эксперимента определяют водоудерживаю-

щую способность (рисунок 185).

Рисунок 185 – Прибор для определения водоудерживающей способности раствора ОВС

В свежеприготовленном состоянии строительные растворы можно укладывать на основание тонким слоем, заполняя все его неровности. Они не расслаиваются, схватываются, твердеют и набирают прочность, превращаясь в камневидный материал.

Марку растворов для кладки устанавливают проектом, руководствуясь таблицей 65.

Таблица 65 – Рекомендуемые марки кладочных растворов

293

Таблица 66 – Составы кладочных растворов низких марок

Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов в 28дневном возрасте, изготовленных из раствора в виде кубиков со стороной 7,07 см, твердеющих в расчетный срок согласно стандарту или техническим условиям 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 отсасывающем основаниикирпиче (покрытом смоченной водой газетной бумагой).

Марки растворов приняты следующие: 1, 4, 10, 25, 50, 75, 100, 200, 300. Растворы марок 4 и 10 изготавливают на воздушной и гидравлической извести и др. Низкие марки растворов применяют для штукатурных растворов и для кладочных растворов в малоэтажном строительстве, в многоэтажном строительстве кладку осуществляют на растворах марок 25, 50, 75 и 100 (таблица 66). Для особенно ответственных конструкций применяют более высокие марки растворов.

Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины. На основании закономерностей, управляющих прочностью растворов, составлены таблицы рекомендуемых составов разных марок, которыми широко пользуются на практике. Понижение температуры замедляет рост прочности растворов (таблица 67).

Таблица 67 – Замедление роста прочности раствора с понижением температуры

Следовательно, при низких положительных температурах прочность раствора в возрасте 28 суток составляет 55…72 % от марки.

Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрата натрия и др.), понижающими температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для

294

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 насыщенные 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 и F50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: F100, F150, F200 и F300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

6.5 Подбор состава смешанного раствора

Состав строительного раствора подбирают по эмпирическим формулам, исходя из заданной его марки и подвижности смеси, требуемой по условиям производства работ. При этом первоначально находят расход материалов на 1 м3 песка. После приготовления пробного замеса и испытания подвижности смеси ее состав уточняют и определяют расход материалов на 1 м3 раствора.

Перед расчетом состава раствора надо испытать исходные материалы: определить активность и объемную насыпную массу цемента, гранулометрический состав и модуль крупности песка, объемную массу неорганической добав- ки-пластификатора.

Состав растворной смеси рассчитывают в следующей последовательности. 1. Расход цемента на 1 м3 (1000 л) песка определяют по формуле

Расход цемента в сложных растворах (цементно-известковых, цементноглиняных), определенный при расчете и подборе состава, надо брать по возможности минимальным.

2. Количество добавки глиняного или известкового теста вычисляют по формуле

Если в качестве добавки используют глиняный порошок, его дозируют так: из тощей глины – в таком же количестве как и глиняное тесто. Из глины средней жирности – дозировка уменьшается на 15 %; из жирной глины – дозировка уменьшается на 25 %. Принятое в расчете известковое тесто из извести II сорта (объемная масса 1400 кг/м3) содержит 50 % воды.

При большей или меньшей объемной массе дозировку известкового теста следует изменить так, чтобы количество извести в растворе было таким же, как

295

и при использовании известкового теста стандартного состава (ρо = 1400 кг/м3). Если применять известь I сорта, количество ее надо уменьшать на 10%. Если в качестве добавки применяют молотую негашеную известь, ее дозировку по сравнению с тестом уменьшают: для I сорта – на 35 %, для II сорта – на 25 %, для III сорта – на 15 %.

На практике часто используют известковое молоко, которое легко пер е- качивается насосами. Дозировка его назначается из расчета содержания в известковом молоке (объемная масса 1200 кг/м3) 25 % извести.

3.Расход воды приближенно определяют по формуле

6.6Сухие строительные смеси (ССС)

Встроительстве все большее применение находят сухие смеси для изготовления кладочных, штукатурных и прочих растворов. Их применение позволяет резко снизить трудоемкость технологических процессов, повысить каче-

ство работ, улучшить культуру и экологию производства.

Рассматривая технологическую цепочку производства сухих строительных смесей, можно выделить следующие этапы: → подготовка заполнителей и наполнителей → просеивание и отделение крупных частиц у вяжущих → складирование материалов в расходных бункерах → дозировка компонентов (добавки дозируются отдельно) → перемешивание компонентов → затаривание в мешки и складирование (рисунок 186).

Необходимо подчеркнуть, что на всех этапах производства исходные материалы, полуфабрикаты и готовая сухая смесь должны пр едохраняться от увлажнения, так как и минеральные вяжущие, и полимерные модификаторы чувствительны к влаге. Будучи увлажнены, они комкуются и теряют свои качества.

Рисунок 186 – Завод по производству сухих строительных смесей:

296

1 – узел загрузки; 2 – конвейер наклонный; 3 – сушилка; 4 – узел аспирации; 5 – питатель; 6 – элеватор; 7 – вибросито; 8 – бункера инертных и вяжущих; 9 – фильтр; 10 – питатели; 11 – дозатор; 12 – бункера добавок; 13 – дозатор добавок; 14 – смеситель; 15 – фасовка

За рубежом наибольшее распространение получили заводы по произво д- ству ССС немецких фирм, например, АМБ. Производительность зарубежных заводов составляет 40, 60, 100 и 150 тыс. т/год. В России целесообразно применение заводов с меньшей производительностью – в диапазоне 10…20 тыс. т/год. Это позволит приблизить место производства к местам сбыта и применения (стоимость доставки смесей из Германии превышает их себестоимость в

2… 3 раза).

Сухие растворные смеси доставляются потребителю в автоцементовозах, контейнерах или в специальных мешках, предохраняющих смеси от увлажнения (рисунок 187)

Рисунок 187 – Силосный контейнер, позволяющий транспортировать 15 т и хранить 20 т сухой смеси. Размеры контейнера: диаметр – 2,5 м, высота

– 7 м, площадь основания – 4 м2, масса пустого силоса – 2,5 т

6.7 Виды строительных растворов

Гидроизоляционные растворы применяют во всех случаях, когда необходимо обеспечить защиту от влаги кирпичных, бетонных и железобетонных ко н- струкций, в том числе для устройства гидроизоляции цоколей, подвалов, фундаментов и т.п.

Добавки, используемые в гидроизоляционных штукатурных растворах, имеют различное назначение. Одни предназначены для заполнения мелкими частицами пустот и пор в растворах; другие – для получения новообразований кристаллического или коллоидного характера в результате химической реакции с цементом. Есть пластифицирующие добавки, главным образом микропенообразователи. Они повышают водонепроницаемость раствора, снижают водоцементное отношение, изменяют форму и гидрофобизируют поверхность пор.

Уплотняющими добавками являются церезит, церолит, молотый песок, каменная мука, молотый каменный уголь, битум и битумные эмульсии и т. п.

В качестве пластификаторов используют канифольное, абиетиновое мыло, мылонафт, омыленный древесный пек, олеаты и др. Растворы с добавкой алюмината натрия отличаются повышенной стойкостью против размыва водой, но при этом такая добавка сокращает сроки схватывания раствора. Поэтому время от приготовления раствора до его применения должно быть в пределах

15…25 мин.

297

Растворы с комплексной добавкой на основе хлорида кальция, сернокислого глинозема и алюминиевой пудры применяют для заделки бесарматурных швов в сооружениях из сборного железобетона, предназначенных для хранения и очистки больших объемов воды.

Растворы для гидроизоляционных слоев и штукатурок обычно изготавливают состава 1:2,5 или 1:3,5 (цемент: песок по массе), применяя портландцемент, расширяющиеся цементы, сульфатостойкий портландцемент. Толщина штукатурной гидроизоляции 15…25 мм. Желательно производить укладку смеси в два приема, при толщине каждого слоя около 10 мм. После укладки первого слоя до нанесения второго слоя должно пройти не менее 8 часов.

Для гидроизоляции помещений, подвергающихся сильному увлажнению (плавательные бассейны, водохранилища, сырые подвалы и др.), применяют торкрет-штукатурку. Торкретирование заключается в нанесении на поверхность набрызгом под давлением сжатого воздуха одного или нескольких слоев це- ментно-песчаного раствора с помощью цемент-пушки (рисунок 188).

Поверхность, подлежащую торкретированию, предварительно очищают и смачивают водой. Загруженная в цемент-пушку сухая смесь цемента, заполнителей и воды смешивается, образуя растворную смесь. Под давлением сжатого воздуха (0,1…0,35 МПа) она поступает по шлангу к соплу. Растворная смесь через конусный наконечник сопла со скоростью до 170 м/с наносится на отделываемую поверхность, что придает слою раствора высокую плотность.

При нанесении раствора сопло держат на расстоянии 0,7 м от торкретируемой поверхности. Торкрет-штукатурку наносят в несколько слоев. Для того чтобы не допускать всплывания раствора, толщина одновременно наносимых слоев должна быть не более 15 мм – при нанесении раствора снизу вверх на горизонтальные или вертикальные неармированные поверхности и 25 мм – при нанесении раствора на вертикальные армированные плоскости.

Последующий слой наносят после схватывания предыдущего слоя, чтобы под действием струи свежей смеси он не разрушался. Максимально допустимый перерыв определяют из условия втапливания свежего слоя в предыдущий слой и хорошего сцепления с ним в пределах 1…2 часов.

Готовую торкрет-штукатурку необходимо предохранять от замораживания, быстрого высыхания, сотрясения, химических воздействий среды и механических повреждений в течение 6 часов при использовании водонепроницаемого безусадочного цемента ВБЦ и в течение 7 суток при использовании портландцемента (рисунок 189).

298

При изготовлении инъекционного раствора определяют его вязкость (вискозиметр ВЗ-4) и водоотделение. Вязкость для цементных растворов должна быть в пределах 13…17 с, для эпоксидных – 180…240 с. Водоотделение определяется выдержкой раствора в течение 3 ч, при этом оно не должно превышать 5 % от общего объема пробы растворной смеси. Кроме того инъекционный раствор должен быть морозостойким.

Рекомендуются следующие составы инъекционных растворов:

-цементные – 1: 0,35: 0,001 (цемент: вода: пластификатор) или 1: 0,4 – цемент:вода;

-цементно-песчаные – 1: 0,25: 0,4: 0,001 (цемент: мелкий песок крупностью до 1 мм: вода: пластификатор).

Приготавливают такие растворы только в специальных установках, которые совмещают в себе механический смеситель, резервуар для готового раствора и насос.

Тампонажные растворы предназначены для гидроизоляции скважин, шахтных стволов и туннелей путем закрытия водоносных грунтов, трещин и пустот в горных породах и заполнения закрепленного пространства. Вяжущим в таких растворах служит специальный тампонажный портландцемент, а в агрессивных водах – сульфатостойкий портландцемент.

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

Рентгенозащитные баритовые штукатурки наносят на поверхности, очищенные от пыли, грязи, жировых и битумных пятен, а также от выступивших солей.

Баритовые рентгенозащитные растворы наносят вручную по маякам отдельными слоями общей толщиной 6…10 мм. Каждый слой должен быть непрерывным без борозд и трещин. Необходимая прочность связи штукатурки с поверхностью кирпичных стен достигается кладкой в пустошовку с глубиной пустых швов 20…25 мм, а с поверхностью бетонных и гипсобетонных стен – с помощью натягивания металлической сетки по каркасу из арматурной стали.

Оштукатуривать необходимо всю площадь за один прием, так как стыковать рентгенозащитную штукатурку не рекомендуется. В том случае, если это условие выполнить невозможно, то в месте стыков слой штукатурки накладывают так, чтобы он перекрывал ранее выполненный слой не менее чем на 3/4 принятой толщины, а выполненный слой штукатурки совсем срезают.

Штукатурку отделывают цементно-песчаной накрывкой толщиной 1…5 мм с помощью затирочной машины СО-86Б. Рентгенозащитные покрытия наносят при температуре не ниже 15 °С и выдерживают при такой температуре 15 с у- ток.

Грунтовочные растворы используют для улучшения сцепления слоев, наносимых на основания.

Самонивелирующиеся растворы применяют для устройства стяжек оснований и полов.

300

Клеевые растворы используют для укладки облицовочной плитки, приклеивания теплоизоляционных материалов и армирующих сеток в легких штукатурных теплоизоляционных системах.

Декоративные растворы предназначены для отделочных слоев стеновых панелей и блоков, наружной и внутренней отделки зданий. В качестве вяжущих для декоративных растворов и составов, наносимых на наружные поверхности зданий, употребляют белый и цветные портландцементы, гидравлическую известь. К таким растворам предъявляются повышенные требования по морозо,- свето- и водостойкости. Стабильность этих показателей во времени зависит в основном от свойств, использованных при изготовлении материалов.

Для лицевого отделочного слоя панелей наружных стен (из легкого бетона) применяют раствор марки 50, для отделки железобетонных конструкций – 150 с морозостойкостью не ниже 35.

Для отделки интерьеров чаще применяют известь, гипс, гипсополимерное и цементно-полихлорвиниловое вяжущие.

Заполнителем служит чистый кварцевый песок или каменная крошка, получаемая при дроблении горных пород, таких как белый известняк, мрамор и т.п. (рисунок 190).

Рисунок 190 – Заполнители для декоративных растворов

Употребляют также керамическую, стеклянную, угольную, сланцевую, пластмассовую крошку с размером частиц 2…5 мм, приклеиваемую на полимер-цементном составе (внешняя отделка) или водоэмульсионной краске ВА-27 (отделка интерьеров).

Простая штукатурка состоит из двух слоев – обрызга и грунта, улучшенная и высо-

кокачественная – из трех: обрызга, грунта и накрывки.

Обрызг – первый слой штукатурного намета. Толщина его при нанесении вручную – 3…5 мм, растворонасосами на деревянные поверхности – не более 9 мм, на каменные, бетонные и кирпичные – не более 5 мм. Для обрызга используют жидкий раствор. Густота наносимого ручным способом раствора должна соответствовать погружению стандартного конуса на 8…12 см. До нанесения обрызга каменные и бетонные поверхности в теплое время смачивают водой. Поверхность обрызга не разравнивается и остается шероховатой. Раствор слоя обрызга, затекая во все поры и шероховатости поверхности, крепко сцепляется с ней и удерживает последующие слои – грунт и накрывку. Чем правильнее приготовлен и нанесен раствор обрызга, тем лучше он заполнит все шероховатости, тем выше адгезия с поверхностью и тем прочнее будет держаться штукатурка.

Грунт – второй слой штукатурного намета. Раствор для грунта приготавливают несколько гуще, чем для обрызга. Подвижность процеженных штукатурных растворов в момент их нанесения должна соответствовать погружению стандартного конуса: для грунта без гипса – 7…9 см, с гипсом – 8…10 см.

301

Грунт – основной (по объему) слой штукатурного намета. Он образует необходимую толщину штукатурки и выравнивает поверхность. Если толщина штукатурки большая, то грунт наносят в несколько слоев. Толщина каждого из них не должна превышать 7 мм при известковых и известково-гипсовых растворах и 5 мм – при цементных растворах. Грунт очень хорошо выравнивают.

Накрывка – третий слой штукатурки. Его толщина 2 мм. Раствор для накрывки приготавливают на мелком песке, просеивая его через сито с отверстиями ячеек 1,5x1,5 мм. Густота раствора для накрывки должна соответствовать погружению стандартного конуса 10…12 см. Раствор накрывки наносят на поверхности вручную и машинами по окрепшему (схватившемуся) грунту, тщательно разравнивая. Накрывка образует тонкую мягкую пленку, которая легко затирается или заглаживается.

Для производства работ применяют следующие инструменты: линейку и угольник стальные; нож и пилу с жестким лезвием; резиновый молоток; штукатурный шпатель из нержавеющей стали; зубчатую кельму из нержавеющей стали; кельмы для внешних и внутренних углов из нержавеющей стали; фасадный шпатель из нержавеющей стали; пластиковую терку.

Для отделки фасадов применяют гладкие обычные или цветные штукатурки, а также штукатурки с последующим образованием на них фактуры или рисунка. Цветная штукатурка может затираться так же, как и обычная; может отделываться под различные фактуры, например, в виде невыровненной поверхности, напоминающей фактуру камня и называемой «под шубу» и др. (рисунок 191).

Рисунок 191– Виды фасадных декоративных штукатурок

Различают следующие основные виды штукатурной отделки поверхности фасадов: бугристая – терразитовая (каменная), под бучарду и под троянку; сграффито (орнаментальная); набросок; цветные гладевые штукатурки; для от-

302

делки внутренних поверхностей применяют также искусственный гипсовый мрамор и фреска (рисунок 192).

Каменные штукатурки применяют для отделки стен, колонн, цоколей и других частей зданий. Они имитируют фактуру природного камня: мрамора, гранита, известняка, туфа. Этот эффект достигают обработкой затвердевшей поверхности накрывочного слоя ударными инструментами. Для увеличения подвижности цементно-песчаного раствора добавляют 10…20 % известкового теста. Заполнителем служит крошка декоративных каменных пород. По сути, эта штукатурка является бетоном с мелкой фракцией щебня. Поверхность обрабатывают после ее затвердения: «под шубу» – бучардой, «под штриховку» – троянкой (рисунки 193-196, 199).

Отделку под шубу выполняют бучардами с большим числом зубьев, чтобы получить мелкозернистую фактуру, с меньшим числом зубьев – крупнозернистую фактуру.

Отделку под штриховку бороздками делают бучардой, но не с зубьями, а с лезвиями. От величины лезвий инструмента зависит глубина бороздок.

Отделку под дюны выполняют зубилом, которым срубают тонкий слой с поверхности штукатурки так, что образуются небольшие углубления.

Отделку под рваный камень или грубоколотый песчаник делают зубилами, шпунтами, скарпелями. В нанесенную затвердевшую штукатурку вбивают зубило или шпунт, и в разных местах отламывают куски раствора, чтобы образовались крупные неровности (рисунки 197, 198).

Рисунок 192 – Отделка каменной штукатурки методом наковки

Рисунок 193 – Инструменты для точной ударной обработки камня: а – скарпель; б – шпунт; в – троянка

Рисунок 194

– Троянка зубчатая. Применяется для обработки мягких пород камня. Оставляет рельефные полосы

Рисунок 195 – Бучарда – ручной инструмент, род молотка. Вес бучарды около ки-

лограмма. Боек бучарды с обоих

концов снабжен

303

зубцами

Рисунок 196 – Скарпель – ударный инструмент, удлиненное зубило, предназначенное для работы с камнем. Один конец скарпели имеет вид лопаточки и остро заточен. По друго-

му затупленному концу молотком наносят удары

Рисунок 197– Цветные гладиевые и фактурные штукатурки фасадов

Рисунок 198 – При обработке под бороздчатую или желобчатую фактуру пользуются троянкой

или скарпелем

Рисунок 199 – Штукатурка терразитовая, состоит из кварцевого песка, извести-пушонки, цемента, каменной

крошки и слюды

Для внутренней отделки применяется штукатурка с глянцевой фактурой. По подготовленному окрепшему грунту наносится накрывочный слой, в состав которого входит гипс, разведенный на клеевой воде для замедления процесса твердения. Толщина накрывки берется 12…15 мм. Накрывка разравнивается, гладко затирается и после схватывания раствора циклюется. После циклевки поверхность прошпаклевывается гипсовым раствором и шлифуется пемзой и песчаником («печора»). После шлифовки приступают к полировке камнями более твердыми, чем печора. Окончательная отделка делается войлочной теркой.

Бугристую фактуру получают обработкой гвоздевыми щетками полузатвердевшей поверхности штукатурного раствора, содержащего каменную крошку, удаляя ее с верхнего слоя.

Штукатурки под бучарду и троянку изготавливаются из цементноизвестковых растворов, которые после затвердения обрабатываются пневмати-

304

ческими молотками со специальными насадками. Декоративные поверхности этим способом могут быть образованы на бетонных изделиях, имеющих фактурный слой. Примерный состав каменной штукатурки по весу: белого цемента

– 22 %, извести (теста) – 3 %, мраморной белой крошки фр. 0,6…2,5 мм – 75 %. Камневидные штукатурки отличаются от цветных добавкой в накрывочный слой мраморной, известняковой или гранитной крошки. Добавление крош-

ки дает возможность имитировать отделку штукатурки под различные породы камня не только цветом, но и фактурой. Достигается это путем отделки камневидной штукатурки различными инструментами: скарпелью, троянкой, бучардой, которые применяются при отделке камня.

Орнаментальная штукатурка – сграффито – представляет собой рельефно-

многослойную штукатурку. Накрывка для сграффито делается не в один, а в два или более разноцветных слоев. Мастера иногда делают сграффито в 5 цветов с прорезкой до последнего слоя. Штукатурные растворы для сграффито приготавливаются из цемента, извести, мелкого песка, каменной пыли и щелочеустойчивых пигментов.

Сграффито получается путем выскабливания по рисунку части верхнего слоя и обнажения нижележащего слоя, который отличается по цвету. Слои делаются толщиной 3…5 мм и наносятся по возможности быстро один за другим. Выскабливание производится немедленно по нанесении самого верхнего слоя, пока все слои еще достаточно не затвердели (рисунок 200). Вырезка самого рисунка делается по шаблону с помощью специальных инструментов (ножи, стамески, скребки, скоблилки, царапки).

Рисунок 200 – Сграффито

В нашем городе сграффито можно увидеть на улице Красноармейской против Дома промышленности – чер- но-белое сграффито; на уголу улиц Вило-

новской и Самарской – красные маки на белом фоне; фасад Дворца спорта – сграффито в сочетании с чеканкой.

Искусственные мраморы (полированные штукатурки) изготавливаются из гипса, каустического магнезита, цемента, извести и мраморной муки.

В настоящее время применяют в основном два способа получения искусственного гипсового мрамора: оселковый и утюжный.

Оселковый искусственный мрамор изготавливается из высококачественного гипса с окраской его по всей массе или в отдельных местах (для образова-

305

ния цветных жилок). Изготовление и нанесение гипсовой смеси производится двумя способами: лопаточным и насыпным.

Лопаточный способ состоит в том, что гипсовое тесто, окрашенное в тр е- буемые цвета, наносится на поверхность стены непосредственно. По насыпному способу сухие гипсовые цветные смеси рассыпаются на щиты, покрытые мешковиной.

Грунт для оселкового искусственного мрамора выполняется (в зависимости от основания) из цементного, смешанного или гипсового раствора, покр ы- вается бороздками и выдерживается до 12 дней.

При отделке искусственным мрамором колонн применяются гипсовые щиты-маты. Смесь насыщается клеевой водой одно- и двухступенчатой концентрации и на мешковине или щите подносится к плоскости или к колонне. Затем, быстро переводя щит или мешковину в вертикальное положение, гипс о- вый раствор наносят на поверхность и убирают мешковину или щит.

При нанесении накрывки непосредственно на стену сначала лопатками наносится основной накрывочный слой, составляющий фон, а затем с помощью узкой стальной лопатки мастер наносит цветной раствор, образуя прожилки, пятна, соответствующие рисунку естественного мрамора.

Террацо – имитирует текстуру камня с помощью пневматического инструмента со специальными насадками.

Фреска – роспись известковыми красками по сырой известковой штукатурке. Долговечность обеспечивается впитыванием краски. По контуру цветов процарапывают иглой для избежания расплыва краски (рисунок 201).

Рисунок

201 –

Роспись по штукатурке

Венецианская штукатурка ARD «LIMER» – штукатурный материал для внутренней и наружной отделки с блестящей поверхностью (Raffaello) и эф-

306

фектом шлифованного мрамора, а также классические полуматовые (Decorsil). Этот материал создан на основе извести, природных пигментов, молотого мр а- мора, акриловой смолы и добавок, обеспечивающих хорошую удобоукладываемость и схватываемость. Материал LIMER может быть использован для нанесения на известковые, известково-цементные и гипсовые поверхности стен после предварительной подготовки и на основания, обработанные краской или синтетической штукатуркой, если они достаточно плотные и сухие. РН 12, огнеустойчив, температура хранения от плюс 5 °С до плюс 30 °С (рисунки 202 - 204).

Рисунок 202 – Венецианская штукатурка ARD «LIMER» – Raffaello

Рисунок 203 – Decorsil – штукатурка на силоксановой основе (высокая паропроницаемость)

Рисунок 204 – Coccio Antico-Cemento – штукатурка с отделкой под старину (высокий декоративный эффект)

307

Оптимальные области применения: старинные здания, престижные салоны, рестораны, гостиничные холлы, жилые помещения, особняки, представительские офисы, квартиры, гостиничные холлы, фасады.

Растворные смеси. Дозированный и тщательно перемешанный состав из вяжущих и заполнителей называют сухой растворной смесью. Готовят такие смеси централизованно на растворных заводах (рисунки 205, 206).

Приготовленная смесь расфасовывается в бумажные мешки массой 20 кг. Каждую партию приготовленной сухой растворной смеси снабжают паспортомбиркой, где указаны состав, объем и срок хранения смеси. Смесь пригодна к употреблению, если мешки, в которых она хранится, не разорваны, не намочены, имеют паспорт-бирку и нет признаков комкования. Сухие растворные смеси затворяют непосредственно на рабочем месте. Сухую смесь сначала засыпают в емкость, затем добавляют воду и перемешивают до однородности состава. Применение сухих смесей позволяет быстро приготавливают требуемое количество раствора необходимого качества

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-гипсовые растворов.

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 органических примесей и легкорастворимых солей, вызыва-

308

ющих появление «выцветов» на фасадах зданий. Глину вводят в растворную смесь в виде жидкого теста.

Органические поверхностно-активные пластифицирующие и воздухововлека-

ющие 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.

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

309

ломки камня (туфа, известняка) и вулканический песок (известняковый раствор), увлажняли его – и через некоторое время эта масса превращалась в скалообразную прочную стену. Первоначально такой бетон использовали для з а- полнения пространства между стенами из кирпича или тесаного камня.

Рисунок 208 – Укладка римского бетона:

1 – бетонная смесь;

2 – треугольные кирпичи

Слово «бетон» появилось через много столетий после изобретения самого материала. Песок с Везувия (потом стали находить похожий на него и в других местах) называли бетумом, затем бетуном,

бетоном уже именовали смесь вяжущего с дробленым камнем. Сам дробленый камень называли цементумом (цэментум в переводе с латинского означает необработанный бутовый камень), цементом затем стали называть вяжущие. Во французском языке слово «цемент» появилось в XII в., но употреблялось это слово в значении «раствор, в который укладывали камни».

Знания, искусство и опыт возведения бетонных сооружений оказались утраченными с падением Римской империи. Лишь в XVIII в. путем кропотливого сбора сведений о технологии изготовления бетона в отдельных сохранившихся сочинениях древних инженеров и архитекторов удалось вновь открыть бетон.

Начался этот путь с изобретения способа обжига извести. В XVIII в. в Англии стали изготавливать вяжущее, предшествующее современному цементу, формула которого была окончательно определена и запатентована англичанином Джоном Аспдином и датирована 1824 г. Цемент изготавливался из известковой пыли, смешанной с глиной, которую обжигали при высокой температуре.

Сэтих пор применение бетона в строительстве стало значительно расширяться.

Всередине XIX в. был изобретен железобетон. С помощью стальной арматуры (стержней, спиралей) увеличили прочность бетона.

Исследования покрытий Царскосельского Дворца показали, что русские мастера еще в 1802 г. применяли армированный бетон, однако они не считали, что получили новый строительный материал, и не патентовали его.

Французский инженер Ламбо на Всемирной парижской выставке 1855 г. продемонстрировал лодку с корпусом из металлического каркаса, залитого цементным раствором. В 1861 г. французский ученый Коанье описал в своей книге несколько конструкций из бетона с металлической сеткой. Но патент на изготовление железобетонных изделий получил садовник Монье, после того как в 1867 г. сделал железобетонную цветочную кадку. С 1885 г., когда Монье продает право на свои изобретения, железобетон начинает широко применяться в строительстве.

311

В 1892 г. французский инженер Ф. Геннебик предложил монолитные железобетонные ребристые перекрытия и ряд других рациональных строительных конструкций. Все последующие арматурные чертежи были вычерчены условно, будто бетон является прозрачным, а арматура хорошо видимой по всей толще бетона. В России железобетон стали применять с 1886 г. для перекрытий по металлическим балкам.

В 1885 г. в Германии инженер Вайс и профессор Баушингер провели первые научные опыты по определению прочности и огнестойкости железобетонных конструкций, сохранности железа в бетоне, сил сцепления арматуры с бетоном и пр. Тогда же впервые инженер М. Кёнен высказал предположение, подтвержденное опытами, что арматура должна располагаться в тех частях конструкции, где можно ожидать растягивающие усилия. В 1886 г. он предложил первый метод расчета железобетонных плит, который способствовал развитию интереса к новому материалу и более широкому распространению железобетона в Германии и Австро-Венгрии.

В 1891 г. талантливейший русский строитель профессор Н.А. Белелюбский первым провел серию испытаний железобетонных конструкций: плит, балок, арок, резервуаров, силосов для зерна, моста пролётом 17 м, которые по методике испытаний и полученным результатам во многом превосходили работы зарубежных ученых и послужили базой для широкого распространения железобетона в строительстве. В 1911 г. в России были изданы первые технические условия и нормы для железобетонных сооружений.

Время появления предложений Ф. Геннебика, т. е. конец XIX в., можно считать началом первого этапа в развитии железобетона, характеризуемого появлением в практике разного рода железобетонных стержневых систем. С этого времени повсеместно вошел в практику и метод расчета бетонных конструкций по допустимым напряжениям, основанный на законах сопротивления упругих материалов.

На развитие железобетона в этот период большое влияние оказали труды ученых Н. М. Абрамова (по расчёту армированного железобетона), И.Г. Малюги, А.А. Байкова, Н.А. Жидкевича, М. Беляева и др. (по разработке основ технологии бетона).

В 1904 г. в г. Николаеве по проекту инженеров Н. Пятницкого и А. Барышникова был построен первый в мире морской маяк из монолитного железобетона высотой 36 м, со стенами толщиной 10 см вверху и до 20 см внизу. Примерно в то же время были осуществлены междуэтажные перекрытия без балок склада молочных продуктов в Москве. Приоритет создания этих конструкций принадлежит русскому инженеру, впоследствии выдающемуся ученому проф. А.Ф. Лолейту. Однако в дореволюционной России не было условий для подлинного прогресса в развитии железобетона.

Впервые идея предварительного напряжения элементов, работающих на растяжение, была выдвинута и осуществлена в 1861 г. русским артиллерийским инженером А.В. Гадолиным применительно к изготовлению стальных стволов артиллерийских орудий.

Вопрос о применении предварительно напряженной арматуры в железобетонных конструкциях был поднят в 1928 г. в работах Э. Фрейссипэ, а затем в

312

работах немецких инженеров Ф. Дишингера, Е. Хойера, У. Финстервальдер а и др., послуживших началом практическому применению предварительно напряженных железобетонных конструкций.

В 1925-1932 гг. советские ученые В.М. Келдыш, А.Ф. Лолейт, А.А. Гвоздев, П.Л. Пастернак и др. на базе широких экспериментальных исследований разработали общие методы расчета статически неопределимых стержневых с и- стем (арок и рам). Методы расчета позволили запроектировать и построить много уникальных для своего времени общественных и промышленных зданий из железобетона. Это центральный телеграф, Дом «Известий», здания министерств легкой промышленности и земледелия в Москве, почтамт и Дом пр о- мышленности в Харькове, Дома Советов в Ленинграде, Минске, Киеве и ряд других крупных сооружений.

Рисунок 209 – Волховская ГЭС

В гидротехническом строительстве впервые железобетон был применен при строительстве Волховской ГЭС (1921-1926 гг.), крупнейшей по тому времени (рисунок 209).

Плотина сооружалась на железобетонных кессонах, транспортируемых к месту установки на плаву. Главное здание станции железобетонное каркасное, с железобетонными аркадами, поддерживающими путь 130-тонного мостового крана. Также широко железобетон был применен в главной подстанции и во всех вторичных подстанциях. Волховстрой явился первой большой практич е- ской школой советских специалистов по железобетону. Вслед за Волховской ГЭС были построены ДнепроГЭС (1927-1932 гг.), Нижне-Свирская ГЭС (19281934 гг.), в которых бетон и железобетон применялись еще более широко.

Примерно в 1928 г. железобетон стал широко использоваться в строительстве тонкостенных пространственных конструкций: разнообразных оболочках, складах, шатрах, сводах и куполах. Советский ученый В.3. Власов первым разработал общий практический метод расчета оболочек, значительно опередив зарубежную науку в этой области. В 1937 г. вышла в свет первая в мире «Инструкция по расчету и проектированию тонкостенных покрытий и пер е- крытий», составленная на основе теоретических и экспериментальных работ, проведенных под руководством А. А. Гвоздева. Первый тонкостенный купол значительного диаметра (28 м) был построен в 1929 г. в Москве для планетария, а самый большой в то время гладкий купол диаметром 55, 5 м был сооружен в 1934 г. над зрительным залом театра в Новосибирске. Конструкцию купола разработал инженер Б. Ф. Матери по идее и под руководством П. Л. Пастернака (рисунки 210, 211).

313

удобоукладываемой бетонной смеси в требуемом количестве и с нужными характеристиками на достаточно большие расстояния (рисунок 212).

Первые поставки товарного бетона вне Германии были эффективно ос у- ществлены в США перед первой мировой войной. В Европе товарный бетон стали выпускать в 1926 г. Тогда же в США, а в начале 30-х гг. – в Великобритании появился первый автобетоносмеситель (рисунок 212). После второй мировой войны производство товарного бетона распространилось по всей Европе.

Рисунок 212 – Автобетоносмеситель МАБС 634207 и его аналоги

Вместе с тем постоянно совершенствовался состав бетона. В 30-е гг. прошлого столетия уже начали появляться легкие и предварительно напряженные бетоны и их сочетания, торкрет-бетон, фибробетон. Использование специальных видов цементов и функциональных добавок в сочетании с рациональным армированием создало возможность широкого варьирования целой гаммой свойств, таких как пластичность, прочность, долговечность, условия ухода за бетонной смесью и т.д.

Начиная с 1955 г. получила развитие в СССР

новая строительная отрасль – промышленность сборного железобетона. В относительно короткие сроки объем производства сборного железобетона возрос с 6,2 до 151 млн. м3/год, или с 12 до 60 % общего объема применения железобетона.

Широкую индустриализацию железобетонного строительства, развитие предварительно напряженных конструкций, внедрение высокопрочных материалов и разработку нового метода расчета железобетонных конструкций следует считать началом третьего этапа в развитии железобетонных конструкций. Выдающимся примером третьего этапа может служить построенная в 1965 г. башня Большого московского телецентра общей высотой 522 м. Нижняя часть до высоты 385 м выполнена из монолитного предварительно напряженного железобетона. Диаметр башни внизу 18, 0 м, а вверху – 8, 5 м при толщине стенки соответственно 46 и 30 см. На отметке 65 м ствол башни переходит в коническое основание диаметром понизу 61 м (рисунок 213).

Рисунок 213 – Останкинская телебашня в Москве

315

На высоте 360 м расположены ресторан на 420 человек и смотровые площадки на 600...700 человек. Нижняя часть конического основания выполнена в виде опорных конструкций (ног) высотой 17,3 м. На отметке 42 м оболочка конического основания имеет диафрагмовое кольцо, воспринимающее усилие от анкеровки канатов предварительно напряженной арматуры.

В настоящее время монолитный бетон и сборно-монолитный железобетон широко применяются в отечественном строительстве, особенно при возведении многоэтажных зданий.

В ходе строительства небоскреба Бурдж Дубай в ОАЭ был установлен рекорд по перекачиванию бетонных смесей, который достиг более 800 м. Строительство небоскреба Бурдж Дубай является очевидным доказательством наметившегося перехода в мировом высотном строительстве от стальных к железобетонным конструкциям в связи с их повышенной пожарной и сейсмической стойкостью.

Об этом свидетельствуют и специальные модельные испытания железобетонных высотных зданий, проведенные в Калифорнийском университете в Лос-Анжелесе. Испытания показали, что новые, усовершенствованные и упрощенные железобетонные конструкции обеспечивают достаточную надежность зданий как при обычных землетрясениях, случающихся каждые 35…40 лет, так и при чрезвычайно редких, имеющих место один раз в 500 или 2500 лет (рисунок

214).

Рисунок 214 – Небоскреб Бурдж Дубай в ОАЭ

Последнее десятилетие ознаменовалось значительными достижениями в теории и технологии бетонов. Все в больших

объемах применяются многокомпонентные модифицированные бетоны с компьютерным проектированием состава и современной технологией их приготовления. Это позволяет прогнозировать физико-механические и эксплуатационные характеристики, эффективно управлять структурообразованием на всех технологических этапах и получать материал с требуемым комплексом свойств. Современные высококачественные бетоны имеют прочность в возрасте 28 с у- ток более 100 МПа, высокую морозостойкость, водонепроницаемость, регулируемые параметры деформативности.

Новое слово в технологии железобетона – применение самоуплотняющихся бетонных смесей, которое осуществляется под действием собс твенных сил тяжести. Применение таких смесей позволяет, отказавшись от вибрации или прессования, получать изделия требуемой прочности и долговечности. Принципиальным при проектировании составов самоуплотняющихся бетонных смесей является применение тонкодисперсных наполнителей и новых видов добавок – гиперпластификаторов: Одолит-Супер, Бетон Пласт 03 Гипер, ADICON SP500 (рисунок 215).

316

крупнопористые (беспесчаные или малопесчаные), в которых между зерна-

ми заполнителей и затвердевшим вяжущим имеются воздушные поры. Используют преимущественно в несущих конструкциях, так как прочность у них большая – 20 МПа. В Жигулевске, ниже Могутовой горы по проекту К.П. Чалкина построено подземное бензохранилище, в котором стены выполнены из крупнопористого бетона. Снаружи стена навита по спирали арматурой, по ней и внутри нанесен торкретбетон. Внутри бетона налита вода, которая поддерживается на уровне бензина. В такой конструкции бензин не испаряется и не фильтруется;

ячеистые, состоящие из затвердевшей смеси вяжущего вещества, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и искусственных равномерно распределенных пор в виде ячеек, образованных газом или пенообразователем.

Бетоны плотной структуры применяют для изготовления несущих конструкций, в том числе тех, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости и водонепроницаемости.

Поризованные, крупнопористые и ячеистые бетоны используются преимущественно для ограждающих конструкций зданий (стеновых панелей и блоков) и теплоизоляции.

По средней плотности бетоны подразделяются:

на сверхтяжелый (6500…7000 кг/м3). Из него изготавливают штучные изделия (радиационно-защитные блоки, кирпичи, плитки и др.), строительные конструкции сложной конфигурации (ограждающих конструкций бункеров, хранилищ и могильников жидких и газообразных радиоактивных отходов) и контейнеров для хранения и транспортировки радиоактивных материалов. Из него производят утяжелители для балластировки и закрепления трубопроводов, а также контргрузов и противовесов для подъёмно-транспортного оборудования, грузоподъёмной и землеройной техники. Сверхтяжелый серобетон используют для аэродромных покрытий;

особо тяжелый (свыше 2500 кг/м3), содержащий особо тяжелые заполнители из стали (опилки, дробь, шары, мелкий лом), железной руды, чугунного скраба (3700…5000 кг/м3), медеплавильного шлака, барита (3300…3600 кг/м3), магнетита (2800…4000 кг/м3), лимонита (2500…3000 кг/м3) и т.д. Применяют такие бетоны для одновременной защиты от проникновения гамма-лучей и нейтронов в рентгеновских кабинетах поликлиник, на промышленных предприятиях и исследовательских институтах, атомных реакторах на электростанциях и кораблях. В нем должно содержаться по возможности большее количество гидратной воды, присоединенной к цементу;

тяжелый (1800…2500 кг/м3), содержащий плотные заполнители (кварцевый песок, щебень или гравий из плотных магматических и осадочных горных пород), имеет плотную структуру. Используется во всех несущих конструкциях

– балки, плиты, колонны, фундаменты, для строительства гидротехнических сооружений – плотины, шлюзы, для изготовления санитарно-технических изделий – труб, колодцев;

легкий (500…1800 кг/м3), содержащий пористые природные (пемза, туф) и искусственные заполнители (шлаки). Наиболее распространены следующие

318

его разновидности: керамзитобетон, шлакопемзобетон, аглопоритобетон, шунгизитобетон, термолитобетон.

Рисунок 217 – Первый монолитный 20этажный жилой дом в Самаре

Такие бетоны широко используют для приготовления стеновых панелей и блоков, а также для несущих конструкций (таблица 68). К этой группе относится и ячеистый бетон с плотностью 1200 кг/м3. Арки моста через реку Москва, выполненные из керамзитобетона, работают до сих пор.

ВСамаре построены из монолитного керамзитобетона 16-этажные дома,

вМоскве – Административно-управленческое здание «Газойл Плаза» из кон-

струкционного легкого бетона класса В40 с маркой по средней плотности D1800 из высокоподвижной смеси – марка по удобоукладываемости П5. Общий объем конструкционных легких бетонов составил более 13 000 м3. Применение таких бетонов позволило успешно решить задачу возведения облегченных конструкций колонн, стен и постнапряженных перекрытий 25этажного здания высотой 96 м (рисун-

ки 217-219);

Рисунок 218 – Монолитные 16-этажные дома из керамзитобетона в Самаре

Рисунок 219 – Административноуправленческое здание «Газойл Плаза» в Москве.

особо легкий (до 500 кг/м3),

например, перлитобетон, полистиролбетон, вермикулитобетон, а также ячеистые бетоны (газо- и пенобетон). При-

меняют их в качестве теплоизоляционного материала.

Наряду с делением по структурным признакам, бетоны классифицируют по виду вяжущего. Различают следующие виды бетонов:

на цементных вяжущих, изготавливаемые на основе портландцемента, шлакопортландцемента, пуццоланового портландцемента и глиноземистого цемента. Их применяют для несущих и ограждающих конструкций в жилом и гражданском строительстве;

319

телей из пористых горных пород (вулканического туфа, пемзы).

По назначению и условиям применения бетоны разделяют:

на обычный – для изготовления колонн, блоков, пролетных строений мостов, фундаментных подушек и т.д.;

дорожный – для устройства дорожных и аэродромных покрытий; гидротехнический – для возведения плотин, шлюзов и прочих гидротехни-

ческих сооружений; специальный – теплоизоляционный, жаростойких, кислотостойкий и т.д.

По условиям твердения различают бетоны:

естественного твердения, используемые преимущественно в монолитных конструкциях;

подвергнутые тепловой обработке (ТВО) при атмосферном давлении (про-

парочные камеры) или ТВО при повышенном давлении (автоклавное твердение) в заводских условиях.

Дополнительно выделяют следующие условия твердения бетона: нормальные – температура 18…22 оС, относительная влажность более

95 %);

зимние – среднесуточная температура ниже 5 оС, минимальная температура ниже 0 оС;

жаркая сухая погода – температура в тени в час дня выше 25 оС, относительная влажность воздуха ниже 50 %.

По деформациям при твердении бетоны разделяют:

на обычные – усадка более 0,02 % или более 0,2 мм/м; безусадочные – усадка менее 0,02 % или менее 0,2 мм/м; расширяющиеся – расширение более 0,02 % или более 0,02 мм/м.

Иногда бетоны делят и по технологическим признакам: вибрированный, трамбованный, вакуумированный, литой.

Качество бетона характеризует комплекс показателей, отражающих фи- зико-механические, теплофизические, защитные, декоративные и другие свойства. Показатели качества бетонов зависят от свойств составляющих его материалов, соотношения их объемов в бетоне, технологии приготовления, транспортировки и укладки бетонных смесей, выдерживания уложенного бетона.

В соответствии с нормами проектирования и указаниями стандартов, технических условий и проектной документации на конструкции конкретных видов, например, устанавливают классы бетонов по прочности, марки по мороз о- стойкости и водонепроницаемости.

Класс бетона по прочности – количественная величина, характеризующая качество бетона, соответствующая его гарантированной прочности на ос е- вое сжатие. Для бетонов были установлены следующие классы (значение предела прочности из номинального ряда, гарантированное с обес печенностью

0,95):

по прочности на сжатие (ГОСТ 26633-91): В3,5 (М50), В5 (М75), В7,5 (М100), В10 (М150), В12,5 (М150), В15 (М200), В20 (М250), В25 (М350), В30 (М400), В35 (М450), В40 (М550), В45 (М600), В50 (М650), В55 (М700), В60 (М800), В65 (М850), В70 (М900), В75 (М950), В80 (М1000). Нормативно-

321

технические документы по определению качества – ГОСТ 10180, ГОСТ 17624,

ГОСТ 22783, ГОСТ 28570, ГОСТ 18105;

по прочности на осевое растяжение: Вt0,4; Вt0,8; Вt1,2; Вt1,6; Вt2,0; Вt2,4;

Вt2,8; Вt3,2; Вt3,6; Вt4,0;

по прочности на растяжение при изгибе: Вtb0,4; Вtb0,8; Вtb1,2; Вtb1,6;

Вtb2,0; Вtb2,4; Вtb2,8; Вtb3,2; Вtb3,6; Вtb4,0; Вtb4,4; Вtb4,8; Вtb5,2; Вtb5,6;

Вtb6,0; Вtb6,4; Вtb6,8; Вtb7,2; Вtb8,0.

Марка бетона по прочности (М) на сжатие, растяжение, растяжение при изгибе (значения предела прочности из номинального ряда, гарантированное с обеспеченностью 0,5).

Соотношение между марками и классами устанавливается при нормативном коэффициенте вариации V = 0,135 (для массивных гидротехнических конструкций – 0,17, для полистиролбетона – 0,18, для ячеистого бетона – 0,16). Соотношение определяется по формуле В = М (1…1,64V).

Марка бетона по морозостойкости – установленное нормами мини-

мальное число циклов замораживания и оттаивания образцов бетона, испытанных по базовым методам, при которых сохраняются первоначальные физико - механические свойства в нормируемых пределах. Обозначается буквой F (от английского frost resistence – морозостойкость) и числом, выражающим количество циклов. Для бетонов конструкций, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают следующие мар-

ки по морозостойкости: F50; F75; F100; F150; F200; F300; F400; F500; F600; F800; F1000. Нормативно-технические документы по определению качества – ГОСТ 10060, ГОСТ 7025. ГОСТ 26134.

Марка бетона по водонепроницаемости отвечает гарантированному зна-

чению давления воды, выдерживаемому бетоном без ее просачивания. Обозначается буквой W (от английского watertightness – водонепроницаемость) и числом, соответствующим давлению в атмосферах и устанавливаемому в соответствии с требованиями стандартов. Для бетонов конструкций, к которым предъявляются требования ограничения проницаемости или повышенной плотности и коррозионной стойкости, назначают марки по водонепроницаемости. Установлены следующие марки по водонепроницаемости: W2; W4; W6: W8; W10; W12; W14; W16; W18; W20. Нормативно-технические документы по определению качества – ГОСТ 12730.5.

Марка бетона по плотности – гарантированная средняя плотность бетона в кг/м3. Обозначается буквой D (от английского density – плотность) и числом, выражающим среднюю плотность бетона, например, D2000 (бетон плотностью 2000 кг/м3). Для бетонов назначают следующие марки: D200; D300;

D 400; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200; D1300; D1400; D1500; D1600; D1700; D1800; D1900; D2000; D2200; D2400; D2600; D2800; D3000; D3500; D4000; D4500; D5000. Нормативно-технические документы по определению качества – ГОСТ 12730.2, ГОСТ 17623, ГОСТ 27 005.

При необходимости могут быть установлены дополнительные технические показатели качества бетона, связанные с теплоизоляцией, термической стойкостью, огнестойкостью, коррозионной стойкостью, биологической защитой и т.д.

322

Усадка – свойство бетонной смеси и бетона уменьшаться в объеме вследствие гидратации цемента и массообменных процессов (ГОСТ 24544, ГОСТ

18616, ГОСТ 20910, ГОСТ 25485).

Ползучесть – свойство бетона деформироваться во времени при постоянном уровне действующих напряжений (ГОСТ 24544).

Температурные деформации – свойство бетона деформироваться вследствие изменения температуры (ГОСТ 15173).

Жаростойкость – способность бетона сохранять основные показатели назначения на требуемом уровне при воздействии высоких температур;

Термостойкость – способность бетона сохранять основные показатели назначения на требуемом уровне при воздействии циклических температур в сочетании с охлаждением ГОСТ 21341, ГОСТ 20910);

Деформативность – комплексный показатель, характеризующий развитие деформаций бетона при силовых воздействиях (ГОСТ 24452).

Кроме вышеперечисленных показателей, определяются также при необходимости паропроницаемость (ГОСТ 25898), сорбционная влажность (ГОСТ 24816, ГОСТ 17177), водопоглощение (ГОСТ 12730.2, ГОСТ 7025), истираемость (ГОСТ 13087), выносливость (ГОСТ 24545), тепловыделение (ГОСТ 24316), трещиностойкость (ГОСТ 29167), защитные свойства по отношению к стальной арматуре (СТСЭВ 442).

Характеристики бетонных смесей. Бетонные смеси характеризуют следующие показатели качества:

марка по удобоукладываемости – показатель удобоукладываемости бетонной смеси при укладке в форму или опалубку и при уплотнении ГОСТ 10181. В зависимости от показателя удобоукладываемости бетонные смеси подразделяют на пять групп: сверхжесткие, жесткие, низкопластичные, пластичные, литые (таблица 69);

марка по сохраняемости – способность бетонной смеси сохранять марку по удобоукладываемости в течение требуемого времени с момента приготовления бетонной смеси);

расслаиваемость – показатель, характеризующий способность бетонной смеси сохранять однородность при транспортировании, перегрузки, укладке и уплотнении;

однородность – показатель, характеризующий равномерность распределения компонентов смеси в ее объеме, т.е. качество перемешивания;

связность – показатель, характеризующий способность смеси деформироваться, например, при заполнении опалубки, без разрывов, т.е. с сохранением сплошности;

перекачиваемость – показатель, характеризующий пригодность бетонной смеси к перекачиванию бетононасосами;

воздухововлечение – показатель, характеризующий содержание в составе бетонной смеси вовлеченного воздуха в виде равномерно распределенных во з- душных пузырьков;

Для свежеуложенного бетона определяют степень уплотнения – показатель, характеризующий качество уплотнения бетонной смеси, численно равен соо т-

323

ношению фактической средней плотности бетона к расчетной средней плотности при отсутствии пустот.

По степени готовности бетонные смеси подразделяются:

на бетонные смеси, готовые к употреблению (БСГ); бетонные смеси сухие (БСС).

Таблица 69 – Марки бетонных смесей по удобоукладываемости

При заказе бетонной смеси ее условное обозначение должно состоять из сокращенного обозначения бетонной смеси с указанием степени готовности, вида бетона, марки бетонной смеси по удобоукладываемости, а также класса бетона по прочности, марок по морозостойкости, водонепроницаемости и средней плотности (для легкого бетона). Например, бетонная смесь, готовая к употреблению: БСГ В20 Ж1 С-1 F100 W4 D1600 ГОСТ 7473-94.

Для специальных бетонов, например жаростойких, принято обозначение: ВR Р В20 И12, где Р (А, S) – вид вяжущего (Р – портландцемент, А – алюминатный цемент, S – силикатное вяжущее), И12 – класс бетона по предельно допустимой температуре применения.

7.3Материалы для бетонов общестроительного

испециального назначения

Вяжущие. В качестве основных вяжущих материалов для бетонов применяют традиционные цементы: ПЦ, ШПЦ, ППЦ, СПЦ, а также специальные: НЦ, БЦ, ЦЦ, ВНВ, ГГРЦ, ГЦ, фосфатные и кислотоупорные, смешанные и композиционные вяжущие вещества.

324

Цемент выбирают с учетом требований, предъявляемых к бетону (прочности, морозостойкости, химической стойкости, водонасыщаемости и т.д.). При выборе цемента в зависимости от условий эксплуатации конструкций руководствуются следующими нормативными документами: ГОСТ 10178, ГОСТ 22226, ТУ21-26-13-90. При эксплуатации конструкции внутри здания (60 % < Wo > 60 %) и на открытом воздухе рекомендуется использовать: ПЦ Д0, ПЦ Д5, ПЦД20, ШПЦ, БТЦ, НЦ. При действии сред, агрессивных по содержанию сульфатов в стабильных температурно-влажностных условиях – ССПЦ, ССШПЦ, ППЦ, НЦ и при систематическом замораживании-оттаивании или увлажнении-высыхании – ССПЦ. В зоне переменного действия воды и мороза

– ССПЦ, в подземных частях и внутри гидротехнических сооружений – ППЦ. Марку цемента рекомендуется выбирать в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие (таблица 70).

Таблица 70 – Выбор марки цемента в зависимости от класса бетона

При повышении марки цемента на 10,0 МПа экономится в среднем 10…15 % цемента. Для пластичных бетонных смесей Rц = 1,5…2 Rб, а жестких

– Rц = 1,0…1,5 Rб. В технологии высокопрочных бетонов допускается превышение класса бетона над маркой цемента.

Вода для приготовления бетонной смеси. Используют питьевую, речную или озерную воду, имеющую водородный показатель не менее 4, т.е. не кислую, и не более 12, т.е. не щелочную. Нельзя применять воды болотные, сточные и торфяные. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на SO4) и сверх солей более 5000 мг/л. Для приготовления бетонной смеси можно применять морскую и другую соленую воду, удовлетворяющую приведенным выше условиям. Исключением является бетонирование внутренних конструкций жилых и общественных зданий и надводных железобетонных сооружений в жарком и сухом климате, так как морские соли могут выступить на поверхности бетона, а также вызвать коррозию стальной арматуры.

В сомнительных случаях пригодность воды для приготовления бето н- ной смеси необходимо проверять путем сравнительных испытаний образцов, изготовленных на данной воде и на обычной водопроводной.

Заполнители для бетона. Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технологические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также ползучесть бетона. Заполнитель воспринимает усадочные напряжения и в несколько раз

325

уменьшает усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня (1…2 мм/м). Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, позволяют получать легкие бетоны.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный и искусственный песок. Заполнитель представляет собой совокупность отдельных зерен, т.е. является зернистым материалом, для которого имеется ряд общих закономерностей. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя.

Мелкий заполнитель. Природный песок, применяемый для производства обычного бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14…5 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) пород. При отсутствии природного песка применяют песок дробленый, изготавливаемый из скальных горных пород и гравия с использованием специального дробильно - размольного оборудования.

Песок из отсевов дробления – получают из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения черных и цветных металлов и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности.

Фракционированный песок – песок, разделенный на две или более фракции с использованием специального оборудования.

Крупность зерен определяют просеиванием песка через стандартный набор сит с отверстиями в свету 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм. Для условного выражения крупности песка пользуются модулем крупности, обозначающим сумму полных остатков (а) на ситах стандартного набора, деленную на 100 %:

М кр = Σ аполн / 100 %.

По крупности пески разделяют: на крупные, средние, мелкие и очень мелкие, или тонкие (таблица 71).

Таблица 71 – Характеристика песка по крупности

Применение мелких песков требует увеличения расхода цемента в среднем на 5 %, а при очень мелких песках увеличение расхода цемента составляет около 10 %.

Песок, состоящий из зерен почти одинаковой крупности, имеет большую пустотность (40…47 %). При наилучшем сочетании в песке крупных, средних и мелких зерен пустотность может быть уменьшена до 30 %. В добро-

326

качественном песке пустотность не должна превышать 38 %. Песок, предназначенный для бетона М 200 (класс 12,5) и выше или для бетона в конструкциях подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, должен иметь плотность не ниже 1550 кг/м3; в остальных случаях – не ниже 1400 кг/м3. При встряхивании песок уплотняется и плотность его (средняя) увеличивается до 1600…1700 кг/м3. Наибольший прирост плотности: до 27 % прослеживается при влажности 5…7 %; и до 15 % при влажности 1 % у крупнозернистых песков. Это свойство необходимо учитывать при его приемке и дозировке (по объему) для приготовления бетона.

Важная характеристика песка – водопотребность, т.е. способность удерживать определенное количество воды на поверхности зерен и в пустотах. Водопотребность (суммарное количество воды) колеблется в пределах 5…6 % для крупнозернистых и 12…13 % – для мелкозернистых песков.

Содержание в песке зерен менее 0,14 мм не должно превышать 10 %, а содержание глинистых, илистых и пылевидных примесей (определяются отмучиванием) – 3 % по массе. Наиболее вредны примеси глины, так как она, обволакивая зерна песка, препятствует сцеплению с цементным камнем. От глинистых примесей песок очищают тщательной промывкой. Органические примеси (гумус) понижают прочность и даже разрушают цемент (особенно органические кислоты). Их определяют специальным калориметрическим способом.

Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя в бетонах применяют гравий, щебень из природного камня и щебень из искусственного камня.

Гравием называют рыхлый материал, образовавшийся в результате разрушения (выветривания) горных пород. В зависимости от величины зерен различают гравий следующих видов: рядовой – 3…70 мм; фракционированный: особо мелкий – 5…10 мм или 3…10 мм, мелкий –2…20 мм, средний – 20…40 мм, крупный – 40…70 мм. В гравии допускается не более 1 % (по массе) глинистых, илистых, пылевидных примесей, количество которых определяется отмучиванием. Гравий считается морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократное попеременное замораживание при минус 15 оС и оттаивание. Причем суммарная потеря массы должна быть не более 10 %, а при морозостойкости выше 50 циклов – не более 5 %. В суровых климатических условиях гравий должен выдерживать не менее 100…200, в умеренных – 50, в мягких – 15…25 циклов замораживанияоттаивания.

Для удобной укладки бетонной смеси нельзя применять гравий крупнее 1/4 минимального размера сечения. Например, для балки шириной 200 мм можно использовать гравий с наибольшей величиной зерен 200:4=50 мм. При бетонировании плит, полов и покрытий – 1/2 толщины плиты, при бетонировании массивных сооружений с редкой арматурой – 120…150 мм.

Для бетона желательна малоокатанная (щебневидная) форма зерен гравия; малопригодна яйцевидная (окатанная), еще хуже – пластинчатая или лещадная с шириной, в три раза и более превышающей толщину. Игловатых и пластинчатых зерен в составе гравия должно быть не более 15 % (по массе), так как они легко ломаются. Прочность зерен гравия должна быть более чем в 1,5 раза вы-

327

ше для бетона марок меньше 300, не менее чем в 2 раза выше для бетонов марки 300 и более. При содержании в гравии песка от 25 до 40 % материал называется песчано-гравийной смесью.

Щебнем называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород (гранита, диабаза, известняка, доломита, кварцита), имеющих прочность от 20 до 120 МПа. Предельное содержание глинистых и пылевидных примесей допускается для бетона марок 300 (В 25) и выше – 1 % в щебне из изверженных пород и 2 % – в щебне из карбонатных пород; для бетонов более низких марок – соответственно 3…2 % (по массе). Для бетона в конструкциях, подвергающихся насыщению водой и замораживанию, желательно применять щебень водопоглощением более 3 % (по массе), а без замораживания - не более 5 %.

Для приготовления легких бетонов используют легкие пористые заполнители. Щебень из пористых горных пород: пемзы (плотностью 400…600 кг/м3, прочностью 1,0…3,5 МПа), вулканических туфов (плотностью 700…800 кг/м3, прочностью 5,0…10 МПа), ракушечников (плотностью 700…800 кг/м3, прочностью 1,0…2,5 МПа). Топливные (котельные) шлаки, т.е. отходы от сжигания угля (плотностью 400…600 кг/м3, прочностью 2,5…10 МПа), керамзитовый гравий (плотностью 300…700 кг/м3, прочностью 2,5…20 МПа), вспученные горные породы – перлит (плотностью 200…800 кг/м3, прочностью 0,5…1,5 МПа). Истинная плотность пористых заполнителей составляет 2,6…2,7 г/см3, общая пористость – 40…75 %, причем большинство пор обычно сообщаются между собой и открыты для доступа воды (80…90 %), пустотность составляет 30…45 %. В легких бетонах используется крупный пористый заполнитель (гравий и щебень) стандартных фракций 5…10, 10…20, 20…40 мм и легкий песок, получаемый из крупных фракций заполнителя или обжигом в печах кипящего слоя для керамзитового песка (плотностью 600…800 кг/м3).

Добавки к бетонам. Для регулирования свойств бетона, бетонной смеси и экономии цемента применяют различные добавки. Их подразделяют на два вида: химические добавки, вводимые в бетон в небольшом количестве (0,1…2 % от массы цемента), которые изменяют в нужном направлении свойства бетонной смеси и бетона, и тонкомолотые добавки (5…20 % и более), используемые для экономии цемента, получения плотного бетона при малых расходах цемента и повышения стойкости бетона. Применение химических добавок является одним из наиболее универсальных, доступных и гибких способов управления технологией бетона и регулирования его свойств.

Химические добавки классифицируют по основному эффекту действия:

регулирующие свойства бетонных смесей – пластифицирующие, т.е. увели-

чивающие подвижность бетонной смеси (С-3, СБ-ФФ, СБ-5, УП-2, кратасол, глениум 51, релаксол, бетопласт, ЛСТ) (таблица 72);

стабилизирующие – предупреждающие расслоение бетонной смеси; водоудерживающие, уменьшающие водоотделение (полиоксиэтилен

ПОЭ/0,02…0,2 %, метицеллюлоза водорастворимая МЦ-100, бентонитовая глина БГ/3…10, комплексная органическая добавка КОД-С/0,2…0,3 %, регенерационные стоки сахарорафинадного производства РС /0,25…0,5 %);

регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетона:

328

- ускоряющие (нитрит-нитрат кальция ННК/2…3 %, сульфат натрия СН/0,5…2 %, нитрат натрия НН /0,5…2 %, ускорение схватывания на 25 % при t = 20 оС, повышение прочности бетона в возрасте 1 суток до 20 %, суперпласт РВ);

- замедляющие (нитрилотриметиленфосфорная кислота НТФ/0,02…0,15 %, лигносульфонат технический ЛСТ/0,25…0,35 %, увеличение времени потери подвижности от исходного до 2 см в два раза при t = 20оС, снижение прочности до 30 % в возрасте 7 суток, мегалист С-3 МЛ, НФТ);

- противоморозные, обеспечивающие твердение при отрицательных температурах – формиат натрия спиртовой ФНС, ускоряющая противоморозная добавка УПДМ, хлорид натрия ХН, лигнопан Б-4, суперпласт ПМ. Все добавки вводят в количестве до 10 %, твердение бетона происходит при минус 15…20 оС с набором прочности 30 % марочной;

регулирующие плотность и пористость бетонной смеси и бетона:

- воздухововлекающие (смола нейтрализованная воздухововлекающая СНВ/0,05…0,25 %, клей таловый пековый КТП/0,005…0,035 %, сульфонол С/0,005…0,035 % - обеспечение воздухововлечения на 2…5 %, повышение морозостойкости на 100…200 циклов);

- газообразующие – этилгидридсесквиоксан ПГЭН/0,05…0,08 %, полигидросилоксан 136-4, бывший ГКЖ-94/0,05…0,08 % – объем выделившегося газа 1,5…3,5 %, повышение морозостойкости на 200…300 циклов;

- пенообразующие (пеностром, ПО-6НП-М, ПО-ПБ1 – обеспечение воздухововлечения в пределах 10…25 % без снижения прочности, потеря воздухововлечения после 30 минут не более 25 %);

- водоредуцирующие (I, II, III и IV групп) – снижают водопотребность бетонной смеси с сохранением ее высокой подвижности (суперфлуид-21/0,25…1,2 %). Добавки применяют для приготовления самоуплотняющихся и литых бетонных смесей. Они позволяют получать высокую прочность в раннем возрасте и прирост конечной прочности бетона, снижают или полностью исключают необходимость вибрирования, снижают усадку бетона, повышают морозостойкость и водонепроницаемость. С водоредуцирующими добавками возможно изготавливать изделия из бетона с высокой степенью армирования;

- уплотняющие – кольматирующие поры бетона (сульфат железа СЖ/до 3 %, сульфат аммония СА/до 3 %, полиаминная смола С-89/0,6…1,5 %, триэтиленгликолевая смола ТЭГ-1/1,0…1,5 %, повышение марки по водонепроницаемости на две и более ступени).

-добавки-регуляторы деформаций бетона;

-расширяющие добавки – алюминатносульфатная, алюмооксидная и их

комбинации;

- повышающие защитные свойства бетона к стали, ингибиторы коррозии

стали бихромат натрия БХН/0,5 %, тетраборат натрия ТБН/0,2…3 %, катапинингибитор КИ-1/0,5 % (значение тока пассивации стали более 10 mA/см2 и потенциала пассивации стали не более 450 mV).

- добавки-стабилизаторы, повышающие стойкость бетонных смесей против расслоения; снижающие растворо- и водоотделение.

придающие бетону специальные свойства:

329

- гидрофобизирующие, т.е. уменьшающие смачиваемость бетона (алюмометилсиликонат натрия АМСР-3/0,1…0,2 %, органо-минеральная добавка ОМД/0,1…0,2 %, эмульсия силиконовая КЭ30-04, фенилэтоксисилоксан 113-63, бывшая ФЭС-50/0,1…0,2 %, снижение водопоглощения бетона в 2…5 раз, редиспергируемый латексный порошок Rhoximat PAV-29);

-антикоррозионные, повышающие стойкость бетона в агрессивных средах;

-красящие – органические и минеральные в виде сухих порошков, микро-

капсул, эмульсий или пасты-концентрата;

- повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства;

- электроизоляционные; электропроводящие; противорадиационные.

Суперпластификаторы по своей природе можно условно разделить на четыре группы: сульфинированные меламиноформальдегидные смолы и комплексные добавки на их основе; продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, а также комплексные добавки на их основе; модифицированные (очищенные и практически не содержащие сахаров) лигносульфаты и комплексные добавки на их основе; добавки на основе поликарбоксилатов (таблица 72). Для усиления действия пластификаторов (VP2453, FK-48, FK-63, С-3) их модифицируют углеводородными нанодобавками фуллероидного типа NTD-1 и NTD-0.

Для получения эффекта полифункционального действия применяют комплексные добавки, включающие одновременно несколько компонентов разного действия. Их условно можно разделить на 5 групп:

1– смеси поверхностно-активных веществ (СДБ+СНВ, ПАЩ+СПД),

2– смеси поверхностно-активных веществ и электролитов (СДБ+СН,

СДБ+ННХК), 3 – сочетание электролитов с разным механизмом действия ХК+НН + ННК),

4 – комплексные добавки на основе суперпластификаторов

(С-3+СНВ+НН, 10-03+СДБ+СНВ),

5 – сложные многокомпонентные комплексные добавки (ПАК+СДБ+СН). Полифункциональный модификатор бетона ПФМ-НЛК представляет собой смесь суперпластификатора с воздухововлекающими и гидрофобизирующими компонентами. Применение добавки позволяет получить литые бетоны с повышенной водонепроницаемостью, трещино- и морозостойкостью (до 400 циклов). Добавка ПФМ-НЛК применяется для изготовления сборных и монолитных железобетонных конструкций для промышленного, гражданского и гидро-

технического строительства, мостов, автодорог и аэродромов.

Минеральные добавки (МД). Для активного управления структурой и свойствами бетонной смеси и бетона наряду с химическими добавками применяют минеральные. Эти материалы представляют собой порошки, получаемые из природного или техногенного сырья. Минеральные добавки отличаются от заполнителя мелкими размерами зерен (менее 0,16 мм), от химических модификаторов тем, что они не растворяются в воде, поэтому их час то называют минеральными наполнителями.

330

331

Если оценивать МД по их влиянию на структуру и свойства цемента и бетона, то в зависимости от дисперсности их можно разделить на МД-разбавители цемента (зола, имеет гранулометрический состав, близкий к цементу и Sуд = 0,2…0,5 м2/г) и (микрокремнезем, имеет частички в 100 раз меньше цемента и Sуд = 20…30 м2/г). Минеральные добавки делятся на активные, способные в присутствии воды взаимодействовать с диоксидом кальция при обычных температурах, с образованием соединений, обладающих вяжущими свойствами (туфы, пеплы, трассы, трепел, диатомит, опока), и инертные, которые в основном используют для регулирования зернового состава и пусто т- ности твердой фазы бетона (молотый кварцевый песок).

Минеральные добавки из техногенного сырья: золы, молотые шлаки, микрокремнезем и другие имеют различный минералогический с остав и дисперсность, которые определяют эффективность их применения в цементах и бетонах.

С применением минеральных добавок, в частности полых алюмосиликатных микросфер, существенно увеличивается морозостойкость бетона. Данное увеличение морозостойкости можно объяснить двумя основными причинами. Первая – введение микросфер обеспечивает создание замкнутых резервных пор, оказывающих демпфирующее действие в процессе замораживания бетона. Вторая – добавка микросфер вносит с собой дополнительную поверхность раздела и создает эффективные ловушки для развивающихся трещин. При подходе трещины цементного камня к частице микросферы происходит деструкция ее стенки и трещина, впадая в полость микросферы, утрачивает возможность дальнейшего развития.

Органоминеральные добавки получают, объединяя в единую систему органический и минеральный компоненты, обладающие конкретным модифицирующим эффектом.

НИИЖБ предложил органоминеральный комплексный модификатор структуры и свойств бетона МБ-01 полифункционального действия, включающий суперпластификатор С-3 (6…12 % по массе) и микрокремнезем, представляющий собой порошкообразный продукт насыпной плотностью 750…800 кг/м3 с размером гранул до 100 мкм. В качестве регулятора твердения (РТ) в него вводят фосфороорганический комплексон. При применении этой добавки возрастает сохраняемость консистенции бетонной смеси, появляется возмо ж- ность получать бетоны с прочностью свыше 100 МПа, низкой проницаемостью и высокой долговечностью. На этом же принципе создан органоминеральный модификатор МБ-С, включающий суперпластификатор С-3, микрокремнезем и золу-унос, в котором 30…50 % микрокремнезема заменяется на более доступную золу-унос, без заметного снижения эффективности добавки.

В МГСУ для модификации гипсовых вяжущих предложена органоминеральная добавка, включающая ПЦ, тонкодисперсный минеральный компонент, микрокремнезем, пластификатор, в том числе С-3, и другие регуляторы структуры и свойств. Как правило, органоминеральные добавки выпускаются в порошкообразном виде, что облегчает их введение в бетонную смесь при ее приготовлении.

332

Разработан новый органоминеральный модификатор серии МБ – ЭМБИЛИТ. Этот поликомпонентный материал, содержащий в своем составе обязательно расширяющую композицию и другие ингредиенты, способствующие формированию высокопрочной структуры и, одновременно, предотвращающие деформации бетонов, полученных, в том числе, из высокоподвижных смесей.

Компанией ЗАО «Растро» (Санкт-Петербург) разработана и успешно применяется комплексная добавка в бетон ЛАХТА – сухая смесь на основе микрокремнезема и пластификаторов. Микрокремнезем, входящий в состав добавки, увеличивает прочность цементного камня за счет физико -химических процессов взаимодействия аморфного микрокремнезема с клинкерными минералами цемента. Химические составляющие воздействуют на увеличение пластичности бетонной смеси. Применение комплексной добавки позволяет получать водонепроницаемые бетоны. Изменяется также и кинетика твердения бетона, что существенно уменьшает время распалубки изделий.

7.4 Специальные виды бетонов

Декоративные бетоны. В зависимости от состава и назначения их можно подразделить на цветные бетоны на основе белых и цветных цементов и бетоны, имитирующие природные камни или сами по себе обладающие особо выразительной структурой. При необходимости поверхность бетона подвергают специальной обработке, чтобы получить ее выразительную декоративную фактуру. Например, применение нестроганой дощатой опалубки дает грубую фактуру бетона, а расположение досок внахлест обеспечивает на бетонной поверхности игру света и тени. Используя белые и цветные цементы, можно получить бетонную поверхность практически любого цвета. Богатую фактуру дает физи- ко-химическая обработка (рисунок 220).

Для получения цветных бетонов применяют белый цемент, для осветления которого вводят диоксид титана (1…2 % от массы цемента), или цветные цементы с применением пигментов, обладающих высокой свето-, атмосферо- и щелочестойкостью. Применяя смешанные пигменты, можно получить бетоны разной расцветки. В последнее время используют различные органические пигменты и красители (анилиновые и др.), которые дают интенсивное окрашивание бетона при введении их в количестве 0,1…0,2 % массы цемента и отличаются высокой свето- и щелочестойкостью.

Рисунок 220 – Лестница, выполненная из декоративного бетона

Для получения равномерной окраски бетона используют специальные добавки-выравниватели

(ОП-7 и др.).

Для получения достаточной плотности и хо-

333

рошей цветовой выразительности поверхности бетона по сравнению с обычным бетоном несколько повышают расход цемента. При крупности заполнителя до 10 мм расход цемента составляет 450…500 кг/м3. Оптимальными с точки зрения получения хороших декоративных качеств являются составы 1:2…1:3 при В/Цист, соответствующие нормальной густоте цементного теста.

В цветных бетонах используют чистые кварцевые пески, в качестве крупных заполнителей могут применяться светлый известняк и доломит. Широко используют также отходы камнедробления, дробленые пески и щебень из мрамора, высевки гранита, туфа и др. На цвет бетона в основном влияют мелкие частицы заполнителя, размер которых не превышает 0,3 мм. Чтобы уменьшить расслоение цветного бетона и добиться равномерности окраски, используют воздухововлекающие добавки, а также вводят в небольших количествах высокодисперсные материалы – тонкомолотый известняк и др.

Для повышения художественной выразительности декоративных бетонов применяют специальные приемы, позволяющие обнажить заполнитель и выявить структуру бетона. В этом случае декоративный бетон может имитировать различные породы отделочных камней или иметь оригинальную декоративную фактуру. В качестве заполнителя в этом случае могут использоваться, помимо дробленого мрамора и гранита, слюды и дробленое стекло.

Для выявления структуры бетона его поверхность подвергают специальной обработке – шлифовке и полировке. Поверхность бетона обрабатывают также бучардой или пневматическим молотком, с помощью пескоструйного аппарата. Для обнажения заполнителей используют специальные замедлители твердения цементного камня (из декстрина, буры). При шлифовке для бетона применяют обычно легко полирующие заполнители, например мрамор.

Декоративные бетоны могут применяться для самых различных целей: ограждающих конструкций общественных (Онкологический центр в Самаре) и жилых зданий, декоративных плит и плиток для наружных и внутренних стен зданий, лестничных маршей, элементов фасада, в деталях малых архитектурных форм, барельефов и скульптур. Иногда детали из декоративного бетона сочетают с другими материалами: камнем, эмалированной сталью, пластиком (рисунок 221).

Рисунок 221 – Панели из белого цемента Онкологического цен-

тра в Самаре

Многокомпонентность состава бетона позволяет широко варьировать эстетические и фи- зико-механические свойства материала и эффективно применять различные технологии изготовления. Для получения

гладких лицевых поверхностей изделий используют специальные формы и вкладыши из новых полимерных материалов (виксинит, силиконовые каучуки, поликарбонаты), особо плотные бетоны и глубинное вибрирование, обеспечи-

334

вающее хорошее заполнение формы даже очень сложной конструкции. Для приготовления и укладки декоративных стеклофибробетонных смесей в горизонтальные формы «лицом вниз» используют специальные пистолеты. По этой технологии с использованием цветных ВНВ были изготовлены элементы Вычислительного центра Центробанка России, имитирующие полированный лабрадорит. С использованием композиционных декоративных бетонов, в том числе со скрытой структурой заполнителя, построены эффектные заборы и гроты Московского зоопарка, комплекс административных зданий Министерства обороны.

Из композиционного декоративного бетона изготовлен горельеф святой Равноапостольной княжны Ольги для Храма Христа Спасителя. В качестве вяжущего использовано ВНВ, приготовленный по специальной технологии, из грубомолотого белого цемента датского производства с добавками сульфоалюминатного клинкера, граншлака, суперпластификатора и регулятора схватывания – полиметиленсульфоната натрия. В результате статуарный материал имел высокие эстетические и физико-механические показатели, а также повышенную долговечность: качество поверхности, имитирующей доломит, соответствовало А2, прочность на 28-е сутки превышала 100 МПа, F600, W20, усадка – 0,13 мм/м (рисунок 222).

Рисунок 222 – Горельефы из декоративного бетона для Храма Христа Спасителя в Москве

Декоративные бетонные по-

верхности. Американская компа-

ния Increte Systems, INC разрабо-

тала технологии создания декоративных бетонных поверхностей из штампованного (stamped), напыленного (spraying) и цветного бетона. Сегодня все более востребованным в мире становится декоративный бетон.

Технология штампованного бетона позволяет создавать прочную цветную бетонную поверхность, обладающую текстурой природных камней, кирпичной кладки, брусчатки и даже деревянных досок в процессе заливки бетона непосредственно на строительной площадке. Эта технология имеет ряд существенных преимуществ. Она дает возможность создавать неповторимые поверхности и подбирать их в соответствии с архитектурным стилем и пожеланиями дизайнеров. Такая технология оказалась просто незаменимой для реставрационных работ. Ведь порой невозможно найти соответствующие материалы и способы обработки натуральных камней, которые использовались несколько веков назад для мощения дорог, но с помощью штампованного бетона можно создать точную копию или подобрать подходящую текстуру природного камня: гранита, сланца или старого кирпича

335

из уже имеющихся. Технология декорирования бетона заключается в следующем. Сначала подготавливают основание, армируют и укладывают бетон в соответствии с теми требованиями, которые приняты для каждого региона. Для получения желаемого цвета на влажную поверхность бетона наносится цветной порошок – закрепитель (Color Hardener, 30 цветов), что также увеличивает прочность поверхности до 8000 psi. Обычно достаточно двух слоев. Каждый слой разглаживается так, чтобы порошок пропитался влагой и поверхность его была гладкой.

После этого наносится гидрофобный красящий порошок (Color Release), который предотвращает прилипание бетона к штампам, а также придает поверхности эффект античности за счет дополнительных контрастных оттенков. На бетон, напоминающий консистенцию пластилина, укладывают текстурные резиновые маты и аккуратно продавливают с помощью ручной трамбовки. На следующий день смывают излишки гидрофобного порошка и производят кислотную промывку поверхности для получения желаемого сочетания двух цветов. При этом происходит раскрытие бетона, что также способствует взаимодействию лака-герметика (Clear Seal), который наносится с помощью валика или распылителя (рисунок 223).

Бетон для гидротехнических сооружений должен обеспечивать длитель-

ную службу конструкций, постоянно или периодически омываемых водой. Поэтому в зависимости от условий службы к гидротехническому бетону помимо требований прочности предъявляют также требования по водонепроницаемости, а нередко и по морозостойкости (рисунки 224, 225).

Рисунок 224 – Асуанская плотина. Впервые в истории Египта разливы Нила были полностью взяты под контроль

Рисунок 225 – Гувердам. Гигантская бетонная плотина усмирила дикий водный поток Колорадо

337

Требования по водонепроницаемости и морозостойкости дифференцированы в зависимости от характера конструкции и условий ее работы. Обычно гидротехнический бетон делят на следующие разновидности: подводный, постоянно находящийся в воде; расположенный в зоне переменного горизонта воды; надводный, подвергающийся эпизодическому омыванию водой. Кроме того, различают массивный и немассивный бетон и бетон напорных и безнапорных конструкций. Прочность на сжатие гидротехнического бетона определяют в возрасте 180 суток. В строительстве применяют бетон классов В 10…В 40. По водонепроницаемости в 180 суточном возрасте бетон делят на четыре марки: W2; W4; W6; W8. Эти бетоны не должны при стандартном испытании пропускать воду при давлении соответственно 0,2, 0,4.0,6 и 0,8 МПа. По морозостойкости гидротехнический бетон делят на пять марок: F50; F100; F150; F200; F300. В этом случае марка определяет число циклов замораживания и оттаивания (в возрасте 28 суток), после которого прочность бетона снизилась не более чем на 25 %. Требования морозостойкости предъявляются лишь к тем гидротехническим бетонам, которые в конструкциях подвергаются совместному действию воды и мороза.

В гидротехнических бетонах применяют следующие виды цементов. Пуццолановый цемент характеризуется большей физической и химической стойкостью при действии на бетон природных вод, как пресных, так и минерализованных, малым тепловыделением при твердении, большей плотностью цементного камня, а следовательно, бетонная смесь (данного состава и подвижности) отличается меньшей склонностью к водоотделению. Однако существенным недостатком бетонов на пуццолановых цементах является их меньшая морозостойкость. В суровых климатических условиях для зоны сооружений на уровне переменного горизонта воды используют пластифицированный или обычный портландцемент. Первый позволяет получать водонепроницаемые и морозостойкие бетоны, а также несколько уменьшить (на 8…10 %) расход цемента и тепловыделение бетона при твердении. Для особо тяжелых усло вий при наличии агрессивной среды применяют сульфатостойкий цемент. Для повышения водонепроницаемости и морозостойкости бетона используют специальные химические добавки.

Литой бетон готовят при высоком расходе воды, что требует уделять особое внимание предупреждению расслаивания бетонной смеси. Для его предотвращения осуществляют мероприятия, способствующие повышению водоудерживающей способности смеси: используют цементы, обладающие достаточной водоудерживающей способностью; применяют супер- и гиперпластификаторы, воздухововлекающие или водоудерживающие добавки; ограничивают значения В/Ц, чтобы избежать расслоения цементного теста; увеличивают содержания песка в бетонной смеси, повышая значения коэффициента раздвижки зерен α.

Для приготовления литых бетонов желательно использовать портландцемент М 400…М 500 и быстротвердеющий цемент.

Такие цементы вследствие оптимального гранулометрического состава зерен и высокой тонкости помола обладают хорошей водоудерживающей способностью при высоких значениях В/Ц. Кроме того, быстрое схватывание це-

338

ментного теста уменьшает возможность его расслаивания, так как последнее может происходить только до момента затвердевания бетона. Ориентировочно В/Цкр = 1,65 НГ. При использовании способов, повышающих пептизацию зерен цемента или воздухововлекающих добавок, можно применять В/Цкр =1,8 НГ. Значения коэффициента раздвижки зерен при определении расхода щебня увеличивают на 0,1…0,2.

Для бетонов высокой прочности применяют микрокремнезем с повышенной дозировкой суперпластификатора. Разработаны литые бетоны с прочностью 100 МПа. При необходимости бетонирования изделий сложной конфигурации с густой арматурой и в ряде других случаев применение литых смесей оказывается целесообразным вследствие значительного снижения трудоемкости и сроков изготовления изделий и конструкций. Возможно использование литых бетонов прочностью до 60 МПа.

Специалистами НИИЖБ и предприятие Мастер Бетон организовано массовое производство бетонов нового поколения: самоуплотняющихся высокопрочных бетонов классов В85, В90, В100.

Общий объем самоуплотняющихся бетонов за период с 2008 по 2012 гг. составил: В85 – более 11 100 м3, В90 – более 18 000 м3 и В100 – более 9 200 м3.

Применение таких бетонов позволило успешно решить задачу возведения сложных густоармированных и железобетонных конструкций фундаментных плит, колонн, стен ядер жесткости и наклонных аутригеров высотных зданий на ММДЦ «Москва-Сити»: «Федерация», «Город Столиц», «Евразия», «МеркурийСитиТауэр», «Мэрия Москвы», Дворец бракосочетаний, Многофункциональный центр и др. Выпуск самоуплотняющихся бетонов освоен в Москве на заводах: ЗАО «Ингеокомпром», ООО «Стройбетон», ООО «БМГ-Трейд», ООО

«СУ-24», ЗАО «Темех-1», ООО «Инжгеоком», ЗАО «Евробетон».

Особо высокопрочные бетоны. Срок их службы проектируется более чем на 100 лет. Конструкции из таких бетонов эксплуатируются, как правило, в суровых условиях: нефтяные платформы северных морей, большепролетные строения мостов, скоростные магистрали – вот неполный перечень уникальных объектов, возведенных и возводимых в последние годы. На ряде объектов в нашей стране использовались бетоны прочностью 80…100 МПа. Прочность бетона, примененного при строительстве 58-этажного небоскреба в Сиэтле, США,

– 133 МПа. Небоскреб в Чикаго высотой 610 м (125 этажей) с железобетонным каркасом выполнен на основе еще более прочного бетона.

Конструкционные свойства особо высокопрочных бетонов нормируются только по показателю прочности на сжатие. Евростандарт EN 206 предусматривает класс бетона по прочности в 115, норвежские нормы – класс В 105, японские и английские – В 80. Российские нормы нормируют пока только бетон В60 (СНиП 2.03.01) Американские нормы на высокопрочный бетон не содержат указаний по верхним границам прочности.

Вслед за получением цементных камней с прочностью на сжатие свыше 250 МПа были получены так называемые DSP-композиты (уплотненные системы, содержащие гомогенно распределенные ультрамалые частицы). Эти материалы, включающие специально подготовленные цементы, микрокремнезем, специальные заполнители и микроволокна, за счет специальных технологич е-

339

ских приемов при В/Ц = 0,12…0,22 позволяют достичь прочности 270 МПа при высокой стойкости к коррозионным воздействиям и истиранию.

Известково-кварцевые материалы с прочностью на сжатие до 250 МПа были получены путем формования под давлением 138 МПа перед автоклавированием. Аналогичная обработка цементного теста позволила снизить В/Ц до 0,06 и обеспечить прочность камня до 330 МПа в возрасте 28 суток нормального твердения, а использование алюминатных цементов и горячего прессования при давлении 345 МПа повысить ее до 650 МПа.

Следующим шагом стало получение так называемых MDW-цементов (цементов, свободных от макросфер). Берчелл с сотрудниками в начале 80-х годов прошлого столетия сообщили, что при каландрировании цементов в присутствии суперпластификаторов и гелеобразователей (например, поливинилацетата) при В/Ц = 0,10…0,18 можно получить композиты, имеющие чрезвычайно плотную микроструктуру без капиллярных пор. Они имели прочность на изгиб 40…150 МПа, модуль Юнга 35…50 ГПа, прочность на сжатие 100…300 МПа и энергию излома 40…200 Дж/м2. Аналогичные работы, проведенные в НИИЖБе и НИИ Цемент при участии института химической физики АН ССР, позволили получить практически аналогичные результаты при использовании высокоглиноземистых цементов струйного помола, суперпластификатора и частично ацетилированного поливинилового спирта (так называемый «пластцемент»).

Близкую структуру имеют цементные материалы с пониженным содер-

жанием пор (PRS). При получении этих композитов цементные пасты подвергаются специальной обработке давлением выше 200 МПа, в результате чего неадсорбированная вода полностью отжимается, снижая реальное водоцементное отношение. Полученный высоконаполненный композит с прочностью на сжатие выше 250 МПа и с прочностью на растяжение при изгибе свыше 35 МПа представляет собой негидратированные цементные частицы, равномерно распределенные в плотной матрице гидратированного продукта. Использование полученных результатов на макроуровне привело к развитию концепции реактивных порошковых композитов (RPS).

Реактивные порошковые композиты – специальные высокопрочные фиб-

ронаполненные растворы с высоким содержанием микрокремнезема и химических добавок, прежде всего суперпластификаторов. Типичный состав композита RPS 200 следующий (кг/м3): ССПЦ – 955; микрокремнезем (Sуд =18 м2/г) – 229; тонкий песок – 1051; осажденный микрокремнезем (Sуд = 35 м2/г) – 10; суперпластификатор – 13; стальная фибра – 191; вода – 153. Прочность на сжатие таких систем достигает 200 МПа (при термообработке 90 оС) и 280 МПа (специальная техника и температура 400 оС), а на растяжение при изгибе – 100 МПа.

Развитие техники прессования порошков может придать дополнительный импульс созданию электропроводящих бетонов. Традиционно получение таких бетонов связано с введением в бетонную смесь в качестве наполнителя или з а- полнителя частиц проводников: графитосодержащих материалов или металлических порошков, что позволило, например, расширить номенклатуру дешевых электронагревателей, особенно для протяженных пространств (полы, стены га-

340

ражей, стоянок и спецсооружений). Однако определенная нестабильность свойств связана с повышенным влагосодержанием, блокированием электропроводящих частиц продуктами гидратации, а также проблемы обеспечения выс о- кой начальной прочности и плотности таких бетонов значительно ограничивать область их применения, тем более, что использование добавок-электролитов в этом случае крайне нежелательно.

Повышение качества материала достигается использованием смешанных вяжущих с контролируемой дырочной проводимостью на основе силикатов кальция и применением сухого прессования материалов под высоким давлением с последующей обработкой паром или кипящей водой без снятия давления. В этом случае удается получать электропроводящие бетоны, сравнимые по своим физико-механическим и электрическим характеристикам с обычно применяемой керамикой. Прочность таких бетонов изменяется в пределах от 150 до 300 МПа, остаточная влажность не превышает 4 %, а электросопротивление легко варьируется в пределах 600…6 мОм·см при абсолютно стабильной электропроводящей структуре.

Радиоэкранирующие бетоны – главное средство, с помощью которого можно максимально снизить дозу радиактивного излучения. Материал, конструкция и толщина экранов определяются конкретными условиями работы ядерного реактора или источника радиоактивного излучения, энергией и характером излучения, продолжительностью работы и т.д. Если защита от α- излучающих источников и β-частиц, как правило, не вызывает больших затруднений, для γ-излучения и особенно для нейтронных источников используется сложная система комбинированной защиты.

Наиболее существенными требованиями к радиоэкранирующим бетонам являются высокая плотность, однородность, стойкость при воздействии радиоактивного флюэнса, в том числе стойкость к тепловым воздействиям, газонепроницаемость.

Для особо тяжелых бетонов применяют ПЦ, ППЦ, ШПЦ и ГЦ. К заполнителям такого бетона предъявляют дополнительные требования. Минимальная прочность при сжатии заполнителей из магнетита и чугунного скрапа должна быть не менее 200 МПа, лимонита и гематита – 350 МПа, барита – 400 МПа (испытание в цилиндрических образцах диаметром – 150 мм и высотой 50 мм), водопоглощение магнетита и барита 1…2 %, лимонита и гематита – 9…10 %. Для получения однородной бетонной смеси рекомендуется применять малоподвижные бетонные смеси с осадкой 2…4 см и жесткостью 20…25 с. Водопотребность смеси на барите и чугунном скрапе составляет ориентировочно 180 л/м3, на лимонитовом песке и магнетите, барите – 240 л/м3, на лимонитовом песке и щебне – 280 л/м3. Подбор состава производится по правилам, применяемым для обычного тяжелого бетона с увеличением на 10…20 % доли песка.

Нейтронный поток наиболее эффективно останавливается гидратными бетонами, имеющими повышенное содержание химически связанной воды. Для их приготовления чаще всего используют ГЦ.

В 1986 г. впервые сформулирована концепция бетонов высокого исполнения или высококачественных бетонов (High Performance Concrete HPС). По оценкам японских исследователей прогнозируемый срок службы таких бетонов

341

– около 500 лет. Основными критериями высококачественных бетонов являются: высокая прочность - 60…120 МПа, включая раннюю – 25…30 МПа; высокая морозостойкость – F 400 и выше; низкая водонепроницаемость – более W 12; высокое сопротивление истираемости – не более 0,4 г/см2; низкое водопоглощение – не менее 2,5 %; регулируемые показатели деформативности (в том числе с компенсацией усадки в возрасте 14…28 суток естественного твердения).

Выдающимся примером реализации концепции НРС является построенная в 1995 г. в Норвегии платформа для добычи нефти на месторождении Тролл в Северном море. Ее полная высота – 472 м, что в полтора раза превышает высоту Эйфелевой башни, в том числе высота железобетонной части – 370 м. Платформа установлена на участке моря глубиной более 300 м и рассчитана на во з- действие ураганного шторма с максимальной высотой волны 31,5 м (рисунок 226). Расчетный срок эксплуатации – 70 лет.

Рисунок 226 – Нефтяная платформа Тролль

Высококачественные бетоны использованы при строительстве моста через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом 1990 м (мировой рекорд 1990 г.), мост через пролив Нортумберленд в Восточной Канаде длиной 12,9 км сооружен на опорах, которые на глубину более 35 м погружены в воду. При крайне суровых условиях эксплуатации (ежегодно бетон подвержен 100 циклам замораживания и оттаивания) конструкции этого

моста рассчитаны на срок службы 100 лет (рисунки 227, 228).

342

1. Дополнение к лабораторным работам № 11 и № 12 (Минеральные вяжущие вещества). Приготовление искусственного мрамора

Цель работы: изготовление образцов оселкового мрамора методом их формования на полированном стекле.

Применяемые материалы:

-вяжущее – строительный гипс;

-замедлитель схватывания – клеевая вода;

-пигменты – охра, оксид хрома, ультрамарин и др.

Порядок выполнения работы. Смешивая гипс с соответствующим пигмен-

том, приготовить сухие колеровочные смеси из расчета 700 г гипса для фона и 100…200 г для прожилок. Из каждого состава отдельно делать замесы, применяя для затворения клеевую воду, и непрерывно перемешивая. Воду брать в количестве на 2…3 % меньше нормальной густоты. Гипсовое тесто, предназначенное для прожилок, переложить в тазик с тестом для фона и массу несколько раз промесить ложкой так чтобы образовалась жильчатая фактура. Приготовленную фактурную смесь переложить в форму (деревянную раму) установленную на полировочном стекле. Уплотнить фактурную смесь встряхиванием. Тыльную сторону разровнять кельмой или шпателем. Поставив зеркало, осмотреть получившийся рисунок. Стекло перед укладкой гипса смазать маслом.

После отвердевания гипса и его подушки образца снять со стекла, освободить от рамок. Пузырьки и каверны заделать белым гипсовым тестом. Высохшие образцы полировать оселками увеличивающейся твердости и лощить восковой мастикой.

Оформление работы. Описать метод и вид полученных образцов.

2. Дополнение к лабораторной работе № 14 (Цветные декоративные и фактурные составы. Методы отделки). Декоративные поверхности бетона

Цель работы: изготовление образцов декоративного бетона, получаемого при формовке изделия методом «присыпки» или «втапливания».

Применяемые материалы. Для приготовления основного слоя из расчета 1 л бетона на 1 образец:

-вяжущее – портландцемент, 300 г;

-крупный заполнитель – известняковый щебень фракции 10…20 мм, 1 л;

-мелкий заполнитель – песок волжский, 300 г;

-вода – 200 мл.

-для фактурного слоя – мраморная, известняковая и кирпичная крошка,

керамзит и битое стекло. Все вышеперечисленные материалы берутся фракций 5…10 мм (из расчета по 300 г каждого материала).

Порядок выполнения работы. Приготовить бетонную смесь для основного слоя из расчета 1 л бетона на 1 образец (образцы готовят виде плиток, убрав из «тройчатки» перегородки).

Компоненты бетона отвесить, перемешать насухо, добавить воду и перемешать до образования однородной смеси. Бетонную смесь уложить в форму, уплотнить лопаткой и выровнять поверхность кратковременным вибрированием. Декоративный материал (на выбор студентов) рассыпать по поверхности

343

свежеуложенного бетона, зерна утопить в него наполовину легким похлопыванием кельмой или прикаткой деревянным каточком. После недельного отвердения образец извлечь из формы, осмотреть и описать.

Оформление работы. В лабораторном журнале описать порядок выполнения работы и вид полученной фактуры.

3. Дополнение к лабораторной работе № 14 (Цветные декоративные и фактурные составы. Методы отделки). Декоративная штукатурка «сграфитто»

Цель работы: изготовление образцов рельефной (двух-, трех-, четырех и пятислослойной) декоративной штукатурки «сграфитто».

Применяемые материалы. Для приготовления многослойных слоев штукатурки из расчета на 1 образец:

-вяжущее – гипс на первый слой 100 г, на второй и последующие слои по 70 г (всего 500 г);

-воду брать в количестве на 3…5 % больше нормальной густоты;

-пигменты – охра, оксид хрома, ультрамарин и др.

Порядок выполнения работы. Образцы «сграфитто» готовят в виде плиток размером 20х20х2 см в деревянных рамах на поддонах, пропитанных промасленной бумагой.

Гипс насухо перемешивается до однородной массы с пигментом. В сферическую чашу наливается вода и добавляется гипс до получения гипсового теста. Готовую смесью заполняют форму не полностью, не доходя доверху на 1 см. далее аналогичным образом готовят второй слой и заполняют им форму вровень с бортами.

После нанесения слоев накладывают контуры рисунка и выполняют прорезку, удаляя, где необходимо верхний слой. После отверждения образцы освобождают из формы.

Рисунок «сграфитто» и соответственно цвет декоративных слоев студенты выбирают самостоятельно, согласно своему замыслу.

Оформление работы. В лабораторном журнале описать порядок выполнения работы и вид получившейся поверхности и ее зарисовка.

344

Библиографический список

1.Строительные материалы: учебник /под общей ред. В. Г. Микульского и Г.П. Сахарова. – М.: Изд-во АСВ, 2007. – 520 с.

2.Попов, К.Н. Строительные материалы и изделия / К.Н. Попов, М.Б. Каддо.

5.Сухие строительные смеси. Бетоны, материалы и технологии. ООО «НТЦ Москва». «Стройинформ». Справ издание. Серия Строитель 2/2007. – 828 с.

6.Горбунов, Г.И. Основы строительного материаловедения: (состав, химиче-

ские связи, структура и свойства строительных материалов): учебное пос обие для вузов /Г.И. Горбунов. – М.: АСВ, 2002. – 167 с.

7.Гипсовые материалы и изделия: справочник /под ред. А.В. Ферронской. –

М.: Изд-во АСВ, 2004. – 488 с.

8.Кузнецов, А.М. Новые способы производства глиноземистого цемента

/А.М. Кузнецов, Ковалев Е.С. – М.: Выс. шк., 1961. – 88 с.

9.Михайлов, В.В. Расширяющиеся и напрягающие цементы и самонапряженные железобетонные конструкции / В.В. Михайлов, С.П. Литвер. – М.: Стройиздат, 1974. – 312 с.

10.Технология бетонных работ: учеб. пособие /А.С. Стаценко. – Мн: Выс.

шк., 2005. – 207 с.

11.Воробьев, Х.С. Гипсовые вяжущие изделия (зарубежный опыт) / Х.С. Воробьев. – М.: Стройиздат, 1983. – 200 с.

12.Гипс (изготовление и применение гипсовых строительных материалов) / пер. с нем. В.Б. Ратинова. – М.: Стройиздат, 1981. – 222 с.

13.Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества /М.В. Волженский. – М.: Стройиздат, 1986. – 464 с.

14.Бутт, Ю.М. Химическая технология вяжущих веществ /Ю.М. Бутт, Сычев М.М., Тимашев В.В. – М.: Высш. шк., 1980. – 472 с.

15.Рояк, С.М. Специальные цементы / С.М. Рояк, Г.С. Рояк. – М.: Стройиз-

дат, 1993. – 408 с.

16.Кузнецова, Т.В. Специальные цементы / Т.В. Кузнецова, М.М. Сычев, А.П. Осокин и др. – СПб.: Стройиздат, 1997. – 314 с.

17.Батраков, Ю.М. Модифицированные бетоны. Теория и практика / В.Г. Ба-

траков. – М.: Стройиздат, 1998. – 768 с.

18.Штарк, И. Долговечность бетона /И. Штарк, Б. Вихт. – Киев: ОРАНТА,

2004. – 295 с.

19.Бабков, В.В. Структурообразование и разрушение цементных бетонов

/В.В. Бабков, В.Н. Мохов, С.М. Капитанов, П.Г. Комохов. – Уфа: ГУП «Уфимский полиграфкомбинат», 2002. – 376 с.

20. Федин, А.А. Научно-технические основы производства силикатного ячеистого бетона /А.А. Федин. – М.: ГАСИС, 2002. – 264 с.

345

21.Шахова, Л.Д. Пенообразователи для ячеистых бетонов /Л.Д. Шахова, В.В. Балясников. – Белгород, 2002. – 147 с.

22.Железобетон в XXI веке: Состояние и перспективы развития бетона и железобетона в России /под ред. К.В. Михайлова; Госстрой России; НИИЖБ. –

М.: Готика, 2001. – 684 с.

23.Рамачандран, В. Наука о бетоне: Физико-химическое материаловедение / В. Рамачандран, Р. Фельдман, Дж. Бодуэн; пер. с анг. – М.: Стройиздат, 1986.

– 278 с.

24.Наназашвили, И.Х. Строительные материалы и изделия /И.Х. Наназашвили, И.Ф. Бунькин, В.И. Наназашвили. – М.: Аделант, 2005. – 443 с.

25.Лысенко, Е.И. Современные отделочные и облицовочные материалы:

учеб.-справ. пособие /Е.И. Лысенко, Г.А. Котлярова, Г.А. Ткаченок и др. – Ростов на Дону: Феликс, 2003. – 448 с.

26.Прокофьева, В.В. Строительные материалы на основе силикатов магния /В.В. Прокофьева, З.В. Багаутдинов. – СПб.: Стройиздат, 2000. – 200 с.

27.Рахимов, Р.З. Современные кровельные материалы /Р.З. Рахимов, Г.Ф. Шигалов. – Казань: ЦИТ, 2001. – 431 с.

28.Белевич, В.Б. Справочник кровельщика /В. Б. Белевич, Г. Н. Бурмистров.

– М.: Высш. шк., 2002. – 464 с.

29.Камерер, И.С. Теплоизоляция в промышленности и строительстве /И.С.

Каммерер; пер. с нем. И.С. Утевского. – М.: Стройиздат, 1965. – 378 с.

30.Китайцев, В.А. Технология теплоизоляционных материалов /В.А. Китайцев. – М.: Стройиздат, 1970. – 269 с.

31.Сухарев, М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий

/М.Ф. Сухарев. – М.: Высш. шк., 1973. – 304 с.

32. Шмитько, Е.И. Химия цемента и вяжущих веществ: уч. пос. /Е.И. Шмитько, А.В. Крылова, В.В. Шаталова. – Воронеж: Воронеж. ГАСУ, 2005. – 164 с. 33. Цементы, бетоны, строительные растворы и сухие смеси: справочник. Ч. 1, 2 /под ред. П.Г. Комохова. – Санкт-Петербург: НПО «Профессионал»,

2009. – 612 с.

34.Баженов, Ю.М. Технология сухих строительных смесей: уч. пос./Ю.М. Баженов, В.Ф. Коровяков, Г.А. Денисов. – М.: Изд-во АСВ, 2003. – 96 с.

35.Клейменов, В.В. Лакокрасочные композиционные материалы. Основы

химии и технологии /В.В. Клейменов. – Саратов: Сарат гос. техн. ун-т, 2001.

– 199 с.

36. Мюллер, Бодо. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принцип составления рецептур /Бодо Мюллер, Ульрих Пот; пер. с нем. С.А. Яковлева. – М.: Пэйнт-Медиа, 2007. – 234 с.

37.Фрейтаг, В. Краски, покрытия, растворители: состав, производство, свойства и анализ / В. Фрейтаг, Д. Стойе; пер. с англ.; под ред. Э.Ф. Ицко. – СПб.:

Профессия, 2007. – 526 с.

38.Лившиц, М.Л. Лакокрасочные материалы: справочное пособие /М.Л. Лившиц, Б.И. Пшиялковский. – М.: Химия, 1982. – 360 с.

39.Энциклопедия полимеров: в 3т. – М.: Советская энциклопедия. Т. 1, 1972;

Т. 2, 1974; Т. 3, 1977.

346

40. Кулезнев, В.Н. Химия и физика полимеров /В.Н. Кулезнев, В.А. Шершнев. – 2-е изд., перераб, и доп. – М.: КолосС, 2007. – 367 с.

41. Крыжановский, В.К. Технические свойства полимерных материалов: учебно-справ. пособие / В.К. Крыжановский и др.; под общ. ред. В.К. Крыжановского. – 2-е изд., испр. и доп. – СПб.: Профессия, 2005. – 235 с.

42.Эккерт, Э.Р. Теория тепло- и массообмена / Э.Р. Эккерт, Р.М. Дрейк; пер. с англ., – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. – 680 с.

43.Кудяков, А.И. Торфяные модифицированные композиты для эффективных стеновых конструкций / А.И. Кудяков, Н.О. Копацина и др. //Вестник

ТГАСУ. – №2. – 2000. – С.162-170.

44. Конструкция стеновой кладки с применением пустотелых бетонных блоков и пластифицированного пенополиуретана (США). Insulating Concrete

Block // Archiecture. – 1997. – Vol. 86, N 10. – P. 172-176: ill. (англ.)

347