Тема: Будівельні розчини
1. Загальні відомості
Будівельний розчин - штучний кам'яний матеріал отриманий в результаті затвердіння суміші розчину, що складається з в'язкої речовини, води, дрібного заповнювача і добавок, які покращують властивості суміші і розчинів. Крупний заповнювач відсутній, так як розчин застосовують у вигляді тонких шарів (шов кам'яної кладки, штукатурка).
Для виготовлення будівельних розчинів частіше використовують неорганічні в'яжучі речовини (цементи, повітряне вапно і будівельний гіпс).
Будівельні розчини поділяють в залежності від виду в'яжучого речовини, величини щільності і призначення.
По виду в'яжучого розрізняють розчини цементні, вапняні, гіпсові і змішані (цементно-вапняні, цементно-глиняні, вапняно-гіпсові).
За щільністю розрізняють: важкі розчини щільністю більше 1500 кг / м 3. виготовляються зазвичай на кварцовому піску; легкі розчини щільністю менше 1500 кг / м 3. виготовлені на пористому дрібному заповнювачі і з породообразующими добавками.
За призначенням розрізняють будівельний розчин: кладочні - для кам'яної кладки стін, фундаментів, стовпів, склепінь; штукатурні - для оштукатурювання внутрішніх стін, стель, фасадів будівель; монтажні - для заповнення швів між великими блоками, панелями при монтажі будівель і споруд з готових збірних конструкцій і деталей; спеціальні - розчини - декоративні, гідроізоляційні, тампонажні.
2.Матеріали для виготовлення розчинних сумішей
В'язкі речовини. Застосовують портландцемент і шлакопортландцемент, приймають марку цементу в 3-4 рази вище марки розчину. Повітряну вапно у вигляді вапняного тесту вводять в змішувач при виготовленні розчинної суміші; рідше використовують мелену негашене вапно. Будівельний гіпс входить до складу гіпсових і вапняно-гіпсових розчинів.
Пластифицирующие добавки. Найчастіше розчинні суміші укладають тонким шаром на пористу підставу здатне відсмоктувати воду (цегла, бетони легкі, пористі) Щоб зберегти зручне укладання розчинних сумішей при укладанні на пористу підставу, в них вводять неорганічні і органічні добавки, що підвищують здатність утримувати води.
Неорганічні дисперсні добавки складаються з дрібних частинок, що добре утримують воду (вапно, глина, зола ТЕС, діатоміт, мелений доменний шлак). Глина використовується як пластифицирующей добавки, не повинна містити органічних домішок і легкорозчинних солей, що викликають появу «вицвітів» на фасадах будівель. Глину вводять в розчинну суміш у вигляді рідкого тесту.
Органічно е поверхнево-активні пластифікуючі і воздухововлекающие добавки: омиленої деревне пек, каніфольне мило, милонафнт (складається з натрієвих солей, являє мазеобразную коричневу масу). ЛСТ та інші вводять в кількості 0,1-0,3% від маси в'яжучого. Вони не тільки покращують зручне укладання розчинних сумішей, але також підвищують морозостійкість, знижують водопоглинання і усадку розчину.
У розчини, застосовувані для зимової кладки і штукатурки, додають прискорювачі твердіння, що знижують температуру замерзання розчинної суміші: хлористий кальцій, поташ, хлористий натрій, хлорне вапно.
3.Свойства будівельних розчинів
Легкоукладальність - це властивість розчинної суміші легко укладатися щільним і тонким шаром на пористу підставу і не розшаровуватися при зберіганні, перевезенні та перекачуванні розчинонасосами. Вона залежить від рухливості і здатності суміші.
Рухливість сумішей характеризується глибиною занурення металевого конуса (масою 300 г) стандартного приладу. Рухливість призначають залежно від виду і відсмоктує здатності основи. Для цегляної кладки рухливість розчину становить 9-13 см, для заповнення швів між панелями і іншими збірними елементами - 4-6 см, а для вібрування бутового мурування - 1-3 см.
Водоутримуюча здатність - це властивість розчинної суміші зберігати воду при укладанні на пористу підставу, що необхідно для збереження рухливості суміші, запобігання розшарування і хорошого зчеплення розчину з пористим підставою. Водоутримуючу здатність збільшують шляхом введення в розчинну суміш неорганічних дисперсних (що складаються з дрібних частинок) добавок і органічних пластифікаторів. Суміш з цими добавками віддає воду пористій підставі поступово, при цьому він стає щільніше, добре зчіплюється з цеглою, чому кладка стає міцнішим. Удобоукладиваемой розчинну суміш отримують, якщо правильно призначений зерновий склад її твердих складових, яка визначається співвідношенням піску, в'яжучого і дисперсної добавки. Тісто в'яжучого заповнює порожнечі між зернами піску і рівномірно покриває піщинки тонким шаром, зменшуючи внутрішнє тертя. З удобоукладиваемой розчинної сумішшю зручно працювати, в результаті підвищується продуктивність праці. Від легкоукладуваності розчинної мережі залежить якість кам'яної кладки. Правильно підібрана суміш розчину заповнює нерівності, тріщини, поглиблення в цеглі або камені, тому виходить велика площа контакту між розчином цеглою (каменем), в результаті міцність і монолітність кладки зростає. Збільшується довговічність стін.
Основною властивістю будівельних розчинів є: міцність (марка) до заданого терміну твердіння, зчеплення з підставою, морозостійкість і Деформативні характеристики: усадка в процесі твердіння, що впливає на тріщиностійкості, модуль пружності, коефіцієнт Пуассона.
Міцність при стисненні визначають випробуванням зразків-кубиків з довжиною ребра 7,07 см у віці, встановленому в стандарті або технічний умовах на даний вид розчину. Виготовлення зразків з розчинної суміші рухливістю менше 5 см виробляють в звичайних формах з піддоном, а з суміші з рухливістю 5 см і більше - в формах без піддону, встановлених на підставі-цеглі (покритої змоченою водою газетним папером).
Міцність змішаних розчинів залежить від кількості введеної в розчин вапна або глини. Оптимальна добавка вапняного або глинистого тесту, що дозволяють отримати удобоукладиваемой розчинні суміші та щільні розчини, відповідає максимуму на кривих міцності (див. В.Г. Микульського Будівельні матеріали, с. 307 - графік впливу дисперсних добавок (вапна, глини) на міцність розчинів складу ( цемент. пісок 1-1; 2-1: 4; 3-1: 5; 4-1: 6; 5-1: 9) для розчинних сумішей різного складу - від жирних 1: 3 до «худих» складу 1: 9 ; склад зазначений в об'ємних частинах - цемент. тісто. пісок.
На підставі Закономірностей, керуючих міцністю розчинів, складені таблиці рекомендованих складів різних марок, якими широко користуються на практиці.
Будівельні розчини по міцності в 28-добовому віці при стисненні ділять на марки: 4, 10 25, 50, 75, 100, 150, 200. Розчини марок 4 і 10 виготовляють на повітряній і гідравлічної суміші та ін.
Зниження температури уповільнює зростання міцності розчинів.
Отже при низьких позитивних температурах міцність розчину в віці 28 діб становить 55-72% від марки.
Тому в зимовий час широко застосовують розчини з хімічними добавками (поташу, нітрату натрію) знижувальним температуру замерзання розчину і прискорюють набір його міцності. Взимку марку розчину для кам'яної кладки (без тепляків) і монтажу великопанельних стін зазвичай підвищують на один щабель проти марки при літніх роботах (наприклад, 75 замість 50).
Морозостійкість розчину характеризується числом циклів заморожування і відтавання, яке витримують насичення водою стандартні зразки-кубики розміром 7,07х7,07х7,07 см (допускається зниження міцності зразків не більше 25% і втрата маси не більше 5%).
Будівельні розчини для кам'яної кладки зовнішніх стін і зовнішньої штукатурки мають марки по морозостійкості: F10, F15, F25, F35, F50, причому марка підвищується для вологих умов експлуатації. В таких умовах розчини задовольняють і більш високим вимогам по морозостійкості: F 100, F 150, F 200, F 300. Морозостійкість розчинів залежить від виду в'яжучого речовини, водоцементного відносини, введених добавок і умов тверднення.
4.Види будівельних розчинів
Для кам'яної кладки зовнішніх стін будівель застосовують головним чином цементні і змішані розчини (цементно-вапняні і цементно-глиняні) марок 10, 25, 50 в залежності від вологісних умов і необхідної довговічності будівлі. У кладці перемичок, простінків, карнизів, стовпів марка може бути підвищена до 100.
Віброцегляних панелі виготовляють із застосуванням розчинів марки 75, 100, 150, приготованих на портландцементі і шлакопортландцементі.
Монтажні розчини для заповнення горизонтальних швів при монтажі стін з легкобетонних панелей повинні мати марку не нижче 50, а для панелей з важкого бетону - не нижче 100.
Мінімальні витрати цементу для розчинів різного призначення 75-125 кг / м 3 піску приймають для підземної кладки будівель в залежності від відносної вологості повітря в приміщеннях, а для кладки фундаментів - відповідно до вологістю грунтів.
Для кладки у вологих грунту і нижче рівня грунтових вод застосовують розчини на портландцементі з активними мінеральними добавками або на шлакопортландцементі (з мінімальною витратою цементу 125 кг / м 3).
Штукатурні розчини. Дл зовнішніх кам'яних і бетонних стін будівель застосовують цементно-вапняні розчини, а для штукатурення дерев'яних поверхонь в районах з сухим кліматом використовуються вапняно-гіпсові розчини. Внутрішню штукатурку стін і покриттів будівлі при відносній вологості повітря приміщень до 60% виконують з вапняних, гіпсових, вапняно-гіпсових і цементно-вапняних розчинів.
Рухливість штукатурних розчинів і гранична крупність застосовуваного піску для кожного шару штукатурки різні. Рухливість розчину для підготовчого шару при нанесенні і механізованим способом становить 6-10 см, а при ручній праці - 8-12 см. Найбільша крупність піску при цьому повинна бути не більше 1,2 мм для збільшення рухливості штукатурних розчинів вводять гідрофобно-пластифікуючі добавки.
Фірма «Кнауф» (Німеччина) випускає для вітчизняного ринку гіпсові штукатурні суміші «Гольдбанд» - для бетонних і цегляних поверхонь і «Ротбанд» - для штукатурення стель і стін з будь-яких матеріалів. Ці суміші відрізняються комплексом високих технологічних і експлуатаційних властивостей.
Декоративні розчини призначені для оздоблювальних шарів стінових панелей і блоків, зовнішньої і внутрішньої обробки будівель. Ці розчини виготовляють на білому, кольоровому і звичайному портландцементах; для кольорових штукатурок всередині будівель застосовують також будівельний гіпс і вапно. Заповнювачем служить чистий кварцовий пісок або подрібнені піски з білого вапняку, мармуру і т.п. Для лицьового оздоблювального шару панелей зовнішніх стін (з легкого бетону) застосовують розчин марки 50, для обробки ж / б конструкцій - 150 з морозостійкістю не нижче 35.
Гідроізоляційні розчини для гідроізоляційних шарів і штукатурок зазвичай виготовляють складу 1: 2,5 або 1: 3,5 (цемент. Пісок по масі) / цементи, сульфатостійкий портландцемент.
Ін'єкційні цементні розчини застосовують для заповнення каналів в попередньо напружених конструкціях і ущільнення бетону. Марка розчину повинні бути не нижче 300, тому використовують портландцемент марки 400-500.
Рентгенозахистний розчин готують на баритового піску (ВаSO4) граничної крупності 1,25 мм, застосовуючи портландцемент, або шлакопортландцемент. У нього вводять добавки, що містять легкі елементи: літій, бор і ін.
Будівельні сухі суміші - це композиції заводського виготовлення на основі мінеральних в'яжучих речовин, що включають наповнювачі і добавки. В окремих випадках в якості в'яжучого можуть бути використані водорозчинні або водоемульгіруемие полімери. На місце виробництва будівельних робіт сухі суміші доставляються в розфасованому вигляді, причому для їх використання за призначенням досить тільки додати необхідну кількість води.
Сухі суміші в порівнянні з товарними і бетонними сумішами мають ряд переваг: скорочення кількості технологічних операцій для перекладу сухих сумішей у робочий стан; підвищення якості будівельних робіт завдяки заводському приготування сумішей; скорочення транспортних витрат на 15%; скорочення відходів розчинів на 5-7% в результаті порційного приготування; підвищення продуктивності праці на 20-25% внаслідок підвищення пластичності розчинів.
В даний час сухі суміші є одним з напрямків технічного прогресу в будівництві, їх застосовують в якості кладок, монтажних і штукатурних розчинів, шпаклівок, плиткових клеїв, складів для наливних підлог, ремонтних складів.
Матеріали застосовуються для сухих сумішей. В якості в'яжучого використовують порошкоподібні мінеральні в'яжучі: портландцемент, будівельний гіпс, повітряне вапно. В окремих випадках застосовують в якості сполучного порошкоподібні полімери, які розчиняються у воді, або утворюють емульсії (ефіри целюлози, полівінілацетат, акрилати).
Як заповнювач широко застосовується пісок для будівельних робіт з модулем пружності 1-2, причому невелика крупність зерен не повинна перевищувати 1,25 мм. Для легких розчинів застосовують пористі спучені піски (перлітовий, вермікулітові, керамзитові). Для шпаклівок застосовують вапняну муку і порошкоподібна крейда.
Велику роль в приготуванні сухих сумішей грають добавки. Оскільки розчинні суміші, що готуються з сухих сумішей, укладаються, як правило, на пористі підстави тонким шаром, то для забезпечення пластичності і водоутримуючої здатності застосовуються неорганічні і органічні пластифікуючі добавки: глина, повітряне вапно, зола ТЕС, суперпластифікатор С-3.
Для підвищення адгезії (зчеплення поверхонь різнорідних тіл), тріщиностійкості і непроникності до складу сухих сумішей вводять полімерні добавки, які, як зазначалося вище, повинні перебувати в порошкоподібному стані, бути водорозчинними або утворювати емульсії з водою.
Для виконання робіт при негативних температурах до складу сухих сумішей вводять противоморозні добавки: поташ, нітрит нітрату натрію, форміат кальцію. При цьому особи вимоги пред'являються до гігроскопічності добавок (здатність поглинати вологу з навколишнього середовища).
Вода для замішування сухих сумішей не повинна містити шкідливих домішок.
Показники якості сухих сумішей повинні відповідати області застосування суміші. Якщо суха суміш використовуються в якості розчину, то у неї повинен бути наступний комплекс показників якості: пластичність, водоутримуюча здатність, межа міцності при стисненні, морозостійкість.
Залежно від призначення розчинних сумішей виготовлення їх здійснюється в заводських умовах з використанням комплексу обладнання, якими оснащені бетонорастворний вузли. Технологія виробництва сухих сумішей складається з наступних технологічних операцій: надходить з кар'єру пісок або гравійно-піщана суміш піддається термічній обробці в сушильних агрегатах, де їх вологість доводять до 0,5%, потім проводять розсівання на ситах до потрібних фракцій. Просіяний пісок після дозування направляє в змішувач примусової дії. Просіяний пісок після дозування направляється в змішувач примусової дії. В цей же змішувач завантажують інші компоненти в необхідній кількості. Отдозірованние матеріали перемішують до отримання однорідної маси. Отриману суміш затарюють в ємності, необхідні для реалізації і подають на склад готової продукції. Якщо затарювання не передбачено, то суміш відразу надходить в бункер складу готової продукції. Така технологічна схема отримання сухих сумішей здійснюється при застосуванні пісків дрібної і дуже дрібної фракції. Суміші зберігають в сухому місці, а модифіковані полімери при температурі не вище 40 0 С.