Строительные растворы. Подбор состава, приготовление и транспортирование растворов

Строительный раствор объединяет понятия «растворная смесь», «сухая растворная смесь», «раствор».

Строительным раствором называют материал , получаемый в результате затвердевания смеси вяжущего вещества (цемент), мелкого заполнителя (песок), затворителя (вода) и в необходимых случаях специальных добавок. Эту смесь до начала затвердевания называют растворной смесью.

Сухая растворная смесь - это смесь сухих компонентов - вяжущего, заполнителя и добавок, дозированных и перемешанных на заводе, - затворяемая водой перед употреблением.

Вяжущее в растворе обволакивает частички заполнителя, уменьшая трение между ними, в результате чего растворная смесь приобретает необходимую для работы подвижность. В процессе твердения вяжущий материал прочно связывает между собой отдельные частицы заполнителя. В качестве вяжущего используют цемент, глину, гипс, известь или их смеси, а в качестве заполнителя - песок. Строительные растворы классифицируют в зависимости от ряда факторов: применяемого вяжущего, свойств вяжущего вещества, соотношения между количеством вяжущего материала и заполнителя, плотности и назначения.

5.1.1. Классификация строительных растворов по виду вяжущего

По виду применяемого вяжущего вещества строительные растворы бывают:

- Простые - с использованием одного вяжущего (цемент, известь, гипс и др.);

- Сложные - с использованием смешанных вяжущих (цементно-известковые, известково-гипсовые, известково-зольные и др.).

Составы простых растворов обозначают двумя числами. Первое число (обычно единица) показывает, что вяжущего материала в растворе одна объемная (или массовая) часть. Последнее число в соотношении с первым показывает, сколько объемных (или массовых) частей заполнителя приходится на одну часть вяжущего материала. Например, известковый раствор состава 1:3 означает, что в данном растворе на 1 ч. извести приходится 3 ч. заполнителя. Для сложных растворов соотношение состоит из трех чисел, из которых первое число (единица) выражает объемную часть основного вяжущего материала, а второе число показывает, каково количество дополнительного вяжущего нужно взять на одну часть.

5.1.2. Классификация растворов в зависимости от условий твердения

В зависимости от условий твердения существуют следующие растворы:

- Воздушные растворы - твердеющие в воздушно-сухих условиях (например, гипсовые);

- Гидравлические - начинающие твердеть на воздухе и продолжающие твердеть в воде или во влажных условиях (цементные).

5.1.3. Классификация растворов в зависимости от количественного соотношения компонентов

В зависимости от соотношения между количеством вяжущего материала и заполнителя различают:

- Жирные растворы - растворы с избытком вяжущего материала. Их смеси очень пластичны, но дают при твердении большую усадку; нанесенные толстым слоем жирные растворы растрескиваются;

- Нормальные растворы;

- Тощие растворы - содержат относительно небольшое количество вяжущего материала. Однако они дают очень малую усадку, что весьма ценно при облицовочных работах.

5.1.4. Классификация растворов в зависимости от плотности

По плотности строительные растворы подразделяют на:

- Тяжелые - средней плотностью в сухом состоянии 1500 кг/м 3 и более, приготовляемые на обычном песке;

- Легкие - средней плотностью до 1500 кг/м 3 , которые приготовляют на легком пористом песке из пемзы, туфа, керамзита и др.

5.1.5. Классификация растворов по назначению

По назначению строительные растворы бывают:

- Кладочные (для каменной обычной и огнеупорной кладки, монтажа стен из крупноразмерных элементов);

- Отделочные (для оштукатуривания помещений, нанесения декоративных слоев на стеновые блоки и панели);

- Специальные (обладающие особыми свойствами - гидроизоляционные, акустические, рентгенозащитные).

5.2. Общие свойства строительных растворов

В качестве вяжущих для приготовления строительных растворов используют портландцемента, шлакопортландцементы, специальные низкомарочные цементы, известь, гипс, смешанные вяжущие, а также вяжущие с минеральными добавками.

Известь в строительных растворах используют в виде известкового теста или молока. Гипс применяют в штукатурных растворах как добавку к извести;

Мелким заполнителем для тяжелых растворов служат кварцевые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов - пески из пемзы, шлака, керамзита, туфа и ракушечника. Размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм, а содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных частиц, количество которых определяют отмучиванием, не должно превышать 10% по массе.

Для улучшения пластических свойств раствора в его состав вводят пластифицирующие добавки в виде глиняного молока, сульфатно-дрожжевой бражки, мылонафта. В качестве гидравлических добавок применяют трепел, вулканический пепел и др.

Свойства . Важнейшими свойствами строительных растворов являются прочность, морозостойкость, подвижность и водоудерживающая способность растворных смесей.

Растворные смеси характеризуются удобоукладываемостью, подвижностью и водоудерживающей способностью. Удобоукладываемость - это способность растворной смеси легко распределяться ровным, тонким слоем на кирпичном или другом основании, обусловливается подвижностью смеси, ее нерасслаиваемостью и водоудерживающей способностью. Подвижность растворной смеси характеризуется глубиной погружения в нее металлического стандартного конуса в сантиметрах массой 300 г, высотой 145 мм и диаметром основания 75 мм (угол при вершине 30°) и определяется на стандартном приборе. Подвижность растворной смеси в зависимости от назначения раствора принимается:

Для обычной бутовой кладки - 4-6 см и для вибрированной бутовой кладки-1-3 см;

Для заполнения и расшивки швов в стенах из бетонных и кирпичных панелей и крупных блоков - 5-7 см; для обычной кладки из пустотелого кирпича или керамических камней - 7-8 см;

Для обычной, кладки из обыкновенного кирпича, бетонных камней и камней из легких горных пород (туф и др.) -9-13 см, для штукатурных растворов - 7- 12 см.

Свойство растворной смеси не расслаиваться при транспортировке и не терять подвижности при укладке на пористое основание зависит от ее водоудерживающей способности . Низкая водоудерживающая способность растворной смеси может привести к расслоению ее при транспортировке. Водоудерживающая способность имеет важное значение и для нормального твердения растворной смеси. При укладке растворной смеси с низкой водоудерживающей способностью на пористое основание вода легко впитывается основанием, способствуя резкому повышению жесткости смеси. Жесткие растворные смеси не могут равномерно распределяться по основанию и плохо сцепляются с ним.

Водоудерживающая способность растворной смеси повышается при увеличении содержания цемента, замене части цемента известью, а также при введении высокодисперсных добавок - зол, глин и некоторых поверхностно-активных веществ (мылонафт, омыленный древесный пек и др.). Кроме того, введение в растворную смесь высокодисперсных пластифицирующих добавок позволяет экономить цемент, известь и другие вяжущие вещества. Снижение расхода вяжущих за счет введения пластифицирующих добавок дает значительный экономический эффект, так как кладочные и штукатурные растворы являются одним из наиболее широко распространенных строительных материалов. Растворы с указанными пластифицирующими добавками хорошо сцепляются с обрабатываемой поверхностью, обладают равномерностью деформаций после затвердения и достаточно высокой прочностью.

Прочность раствора при сжатии, деформативная способность, сцепление с основанием и морозостойкость являются основными показателями качества строительного раствора.

Прочность раствора при сжатии обусловливается активностью вяжущего, водовяжушим отношением, возрастом и условиями твердения. Однако, учитывая, что в растворах одного и того же состава, но с разным водосодержанием после укладки на пористое основание остается примерно одинаковое количество воды.

Прочность строительных растворов бывает обычно значительно ниже прочности бетонов. К большинству растворов не предъявляются требования высокой механической прочности, поскольку раствор не оказывает существенного влияния на прочность кладки из камня правильной формы, а штукатурные растворы практически не несут никакой нагрузки. Прочность раствора характеризуется маркой, т. е. округленным пределом прочности при сжатии образцов (в виде кубов с ребром 7,07 см), приготовленных из раствора рабочей консистенции, твердеющих на пористом основании при температуре 15"-25° С и испытанных в 28-дневном возрасте. По прочности от 0,4 до 30 МПа для растворов установлены следующие марки: 4, 10, 25, 75, 100, 150, 200; 300.

Прочность растворов, так же как и бетонов, зависит в основном от активности вяжущего и водовяжущего отношения. Для прогноза прочности цементно-известковых строительных растворов широко применяют формулы Н. А. Попова, При укладке на плотное основание прочность растворов (R p) рассчитывают по формуле:

R p = 0.25*R ц *(Ц/В – 0,4) (1)

где R ц - активность цемента; Ц/В - цементно-водное отношение.

При отсосе воды пористым основанием в растворах с различным Ц/В остается примерно одинаковое количество воды, и прочность выражается в зависимости от расхода вяжущего:

R p = k*R ц *(Ц/В – 0,05) + 4 (2)

где k - коэффициент качества песка: для крупного песка k = 2,2, песка средней крупности k = 1,8, мелкого песка k =1,4.

Для прогноза прочности цементных растворов, укладываемых на плотное основание, можно применить формулу, предложенную для мелкозернистых бетонов:

R p = А*R ц *(Ц/В – 0,8) (3)

где А - коэффициент, равный 0,8 для высококачественных материалов, 0,75 для материалов среднего качества и 0,65 для цемента низких марок и мелкого песка.

По морозостойкости растворы подразделяют на следующие марки: F 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. Для получения строительного раствора заданной марки необходимо подобрать оптимальные соотношения между составляющими материалами - вяжущим, песком и водой. Подбор оптимального состава строительного раствора и расчет количества исходных материалов производят, различными методами, обеспечивающими заданную марку раствора при определенной подвижности. В основу этих методов положена вышеприведенная зависимость прочности раствора от различных факторов. Составы растворов низких марок (до 25) подбирают обычно по таблицам, имеющимся в инструкциях.

Предисловие

Строительные растворы и мастики – необходимые материалы для облицовочных и других строительных работ.

Cодержание

Строительные растворы и мастики – необходимые материалы для облицовочных и других строительных работ. К основным видам строительных растворов относятся растворы для стяжки пола, заполнения швов, прослойки мозаичных перекрытий. Также существуют специальные растворы для гидроизоляции. Ниже предоставлена информация о составе каждого из них и об основных характеристиках растворов и мастик.

Группы строительных растворов и мастик

Строительный раствор - это подобранная определенным образом смесь неорганического вяжущего, мелкого заполнителя и воды. В определенных случаях добавляются неорганические или органические добавки.

Строительные растворы подразделяются на следующие группы:

• тяжелые, средняя плотность которых в сухом состоянии более 1500 кг/м3 (при изготовлении применяется кварцевый песок);
• легкие, средняя плотность которых в сухом состоянии менее 1500 кг/м3 (при изготовлении применяется легкий пористый песок).

По виду вяжущих, входящих в состав раствора, выделяются следующие группы: цементные, известковые, гипсовые и сложные (цементно-известковые, цементноглиняные, известково-гипсовые и др.).

По названиям выделяются три группы: кладочные, отделочные и специальные.

Мастики состоят из клеящего состава и растворителя с добавлением тонкомолотых природных или полимерных материалов.

Мастики бывают горячими и холодными. Горячие мастики применяются в разогретом расплавленном состоянии, холодные не требуют предварительного подогрева.

Толщина прослойки из мастики составляет 0,5-5 мм, а растворной смеси - 15-20 мм.

Вода, использующаяся для приготовления растворов и водных мастик, не должна содержать механических, химических и других примесей, которые препятствуют или замедляют твердение вяжущего вещества. Как правило, применяется обычная питьевая вода, а также природная вода с водородным показателем pH (реакция воды) не менее 4 и не более 12,5 (при pH 7 реакция воды нейтральная, pH <7 - кислая, pH >7 - щелочная).

Основные свойства строительных растворов

Удобоукладываемостъ - способность растворной смеси укладываться на поверхность тонким слоем. Это одно из основных свойств строительных растворов зависит от подвижности и водоудерживаемой способности.

Подвижность растворной смеси (консистенция) - способность растекаться под действием собственной массы или внешних сил, приложенных к ней. Она определяется с помощью погружения в раствор эталонного конуса, масса которого равна 300 г. На наружной поверхности конуса через каждые 10 мм должны быть нанесены риски. Конус опускается в свежеприготовленный раствор, куда он погружается под действием собственного веса. Глубина погружения конуса, выраженная в сантиметрах, характеризует степень подвижности раствора.

Водоудерживающая способность - это свойство всех видов строительных растворов удерживать воду при укладке ее на пористое основание и не расслаиваться при процессе транспортировки.

Для повышения в строительных растворах таких свойств, как подвижность и водоудерживающая способность, в состав вводятся органические пластифицирующие и неорганические дисперсные добавки. К органическим добавкам относятся мылонафт и древесный пек, к неорганическим - известь глина, зола и т. д.

Расслаиваемость растворной смеси – ее неоднородность по толщине, что происходит при хранении, перевозке или вибрировании смеси.

Прочность . В зависимости от предела прочности по пределу прочности при сжатии подготовленных образцов в виде куба определяется марка раствора. Среднее значение предела прочности вычисляется как среднее арифметическое из результатов испытания 5 образцов. Потеря прочности при испытании образцов на морозостойкость не должна превышать более чем 25% при снижении массы не более 5%.

В зависимости от числа выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания определяется марка раствора по морозостойкости (мрз).

Цементные растворы для стяжек полов и заполнения швов между плитками

Стяжками полов называются слои, образующие жесткую или плотную корку по нежестким или пористым элементам пола или перекрытия. Стяжки устраиваются либо для выравнивая поверхности пола или перекрытия, либо для придания покрытию требуемого уклона.

Стяжки могут быть бетонными или растворными. Марка по прочности цементных растворов для стяжек пола устанавливается проектом, но должна быть не менее 150. Подвижность растворов для стяжки пола составляет 4-5 см.

Марка цементных растворов для заполнения швов между плитками должна быть не ниже 150. Подвижность раствора - 5-6 см.

Песок не должен содержать более 3% по массе пылевидных и глинистых частиц. Допускается применение портландцемента и глиноземистого цемента. Также рекомендуется вводить в состав цементных растворов для заполнения швов поверхностно-активные вещества. Водоцементное отношение раствора не должно выходить за пределы 0,45-0,5.

Составы цементных растворов и сухих цементных смесей

Таблица «Состав цементного раствора и его применение»:

Для облицовочных работ, при которых используются цементные растворы, целесообразно применять сухие цементные смеси. Растворы приготовляют на месте в нужном количестве и с учетом точной дозировки, что значительно экономит материалы и предотвращает потери.

Таблица «Состав сухих цементных смесей для облицовочных работ»:

Сухая смесь для приготовления коллоидного цементного клея КЦК состоит из портландцемента (марки 400) и кварцевого песка, с соотношением этих веществ 7: 3 по массе. В качестве пластифицирующей добавки нужно использовать ССБ.

Клей КЦК применяется для отделки готовых железобетонных изделий фактурным слоем на основе белого и цветных металлов с мраморной крошкой и крошкой из других природных каменных материалов. Во избежание микротрещин в фактурном слое во время приготовления раствора на 1 часть сухого КЦК вводят 1,5 части песка по массе.

Сухую смесь непосредственно перед употреблением затворяют водой.

Прочность сцепления клея КЦК с основанием достигает 3 МПА, а при сжатии в 7-суточном возрасте - 55 МПа.

Состав растворов для прослойки стяжек полов и мозаичных покрытий

Растворы для прослойки стяжек и мозаичных мозаичных (терраццевых) покрытий изготавливаются из белых или разбеленных обыкновенных цементов, а при производстве цветных покрытий добавляются пигменты в количестве не более 15% по массе.

Для обыкновенного цемента в качестве разбелителя можно использовать каменный порошок, изготовленный из белых или светлых каменных материалов. Крупность частиц в мозаичном растворе не должна превышать 0,15 мм, а предел прочности при сжатии - 20 МПа. Количество разбелителя не должно быть более 20-40% от массы цемента.

Таблица «Состав мозаичного раствора для напольных покрытий»:

Гипс и известь в качестве разбелителя цемента не применяются. Марка разбеленного цемента не должна быть ниже 300.

Песок и крошка (мелкий щебень), используемые в растворах для мозаичных полов, изготовляются из полирующихся твердых горных пород (мрамора, гранита, базальта). Предел прочности этих веществ при сжатии должен быть не менее 60 МПа. Крупность крошки не должна превышать 15 мм и 0,6 толщины мозаичного покрытия.

Подвижность мозаичного раствора при укладке 2-4 см. Марка принимается по проекту, но не должна быть ниже 20 МПа.

Цвет, тон и прочность выбираемых составов проверяются на опытных образцах.

Таблица «Технические характеристики цветных мозаичных составов»:

Кислотостойкие растворы на основе жидкого стекла и их состав

Растворы на основе жидкого стекла применяются в случае воздействия масел и агрессивных кислот на поверхность облицовок. Такие растворы неводостойки, поэтому твердение должно происходить не менее 10 суток в сухих условиях без попадания на поверхность воды и кислот.

Кислотостойкие растворы состоят из кремнефтористого натрия, заполнителей и жидкого стекла. В качестве заполнителей используются тонкомолотые или пылевидные кислотостойкие материалы (например, диабаз, андезит, бештаунит, гранит, клинкерный и т. д.). Предел прочности заполнителей при сжатии не должен быть ниже 80 МПа, кислотостойкость - не ниже 94%, влажность - не более 2%. В растворах с жидким стеклом допускается применение молотого кварцевого песка, природного пылевидного кварца и кислотостойкого цемента.

Кремнефтористый натрий должен быть тонко измельчен. Влажность должна быть менее 1%, а содержание Na2SiF6 - более 93%.

Кислотостойкий раствор затворяется жидким стеклом, плотность которого 1,36-1,45 г/см3, и модулем - 2,31-3 . Допускается применение жидкого стекла из силикат-глыбы. Подвижность раствора - 2-4 см.

Таблица «Состав кислотостойких растворов для прослоек и заполнения швов в покрытиях из штучных материалов (% по массе)»:

Добавки в цементный раствор для гидроизоляции поверхности

Для устройства цементной гидроизоляции используются цементный раствор с добавлением химических уплотнителей или гидрофобных добавок (таких как битумные эмульсии, церезит, алюминат натрия, кремний-органические соединения).

Марка растворов гидроизоляции для цементной поверхности по прочности должна быть не ниже 75 и выдерживать следующее гидростатическое давление: через 1 ч после укладки - 0,1 МПа, через сутки - 0,5 МПА. Подвижность раствора - 4-5 см.

Таблица «Добавки в цементный раствор для гидроизоляции (мас. ч.)»:

Битумные горячие и холодные мастики для пола

Битумные мастики для пола применяются для устройства полов из штучных материалов (например, из керамической плитки). Мастики используются для крепления плиток и заполнения швов между ними.

Таблица «Состав мастик для заполнения швов между керамическими плитками (мас. ч.):

Таблица «Состав горячих битумных мастик на черных вяжущих материалах (% по массе)»:

Холодные битумные мастики представляют собой коллоидный раствор нефтяного битума в органическом растворителе (лигроине, керосине, зеленом нефтяном масле и др.).

Таблица «Состав холодных битумных мастик (% по массе)»:

Мастики на основе синтетических смол и олифы применяются для крепления керамических и стеклянных плиток. Они же служат заполнителями швов между плитками.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Общие сведения и классификация

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

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

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

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

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

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

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

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

Свойства растворной смеси

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

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

Удобоукладываемость зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.

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

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

Таблица 6.1 – Марки рабочей подвижности растворной смеси

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Свойства строительных растворов

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

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

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

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

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

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

R 28 = 0,4R ц (Ц/В – 0,3).

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

R 28 = КR ц (Ц – 0,05) + 4,

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

среднего – 0,8 и для крупного – 1,0.

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

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

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

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

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

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

Таблица 6.2 –Влияние температуры на интенсивность твердения раствора

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

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

Виды строительных растворов по составу материалов

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

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

Гипс получают, термически обрабатывая и размалывая натуральный гипсовый камень.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для чего нужны различные типы растворов

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

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

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

Специальные строительные растворы

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

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

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

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

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

Основные свойства строительных растворов

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

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

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

Физические свойства строительных растворов, влияющие на их прочность

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

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

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

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

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

Приготовление и применение растворов строительных

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

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

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

Строительные растворы это — тщательно перемешанные смеси вяжущих веществ (цемента), заполнителей мелких фракций (песка), затворителей (воды) и при необходимости специальных добавок. После затвердения получается искусственный камень. Практически это мелкозернистый бетон, без добавления заполнителей крупных и средних фракций.

Классификация растворов строительных

Растворы классифицируются по следующим признакам:

1. По используемым вяжущим:
   • цементные, на портландцементе или его разновидностями;
   • известковые, на извести, воздушной и гидравлической;
   • гипсовые, в которых вяжущее гипс.

   В простых растворах используется один вид вяжущего. В сложных смесь (например, известково-цементные или известково-гипсовые).

   Конкретное вяжущее выбирается в зависимости от предназначения растворов, условий среды по влажности и температуре, в которой происходит твердение, и условий, в которых предполагается эксплуатация строительного конструктива.

2. По основному применению строительных растворов различают:
   • кладочные, включая применяемые в укладке крупных строительных элементов и при монтажных работах;
   • облицовочные, для оформления различных архитектурных изделий;
   • штукатурные для оштукатуривания зданий внутри и снаружи с декоративными слоями;
   • специального назначения, с ярко выраженными особенными свойствами (например, тампонажные, инъекционные или акустические). Такие строительные растворы предназначены для узкого специфического применения.
3. По средней плотности в сухом виде бывают:
   • тяжёлые, объёмной массой ≥ 1500 кг/м3, приготавливаемые с использованием кварцевых песков;
   • лёгкие, с плотностью ≤ 1500 кг/м3. В качестве заполнителя используются молотые пористые материалы (туф, керамзит, пемза и доменные шлаки). К такой разновидности относятся и поризованные растворы, приготавливаемые с пенообразующими веществами.

Виды строительных растворов

По соотношению количества вяжущих материалов и заполнителей различаются:

• жирные растворные материалы, характеризующиеся избытком вяжущих. Они отличаются пластичностью и удобством в работе, но обладают большой степенью усадки при затвердевании. При нанесении толстым слоем появляются трещины;
• тощие, с небольшим содержанием вяжущего. Отличаются малыми усадки, что особенно важно при выполнении облицовочных работ;
• нормальные.

Важной характеристикой является прочность раствора. Марки строительных растворов по прочности, означающие предел прочности на сжатие, делятся на марки от 4 до 200-т.

Марочная прочность, зависящая от степени активности вяжущего, водно-цементного отношения и качества мелких заполнителей, определяется лабораторным путём сжатием образцов в виде кубиков определённых размеров после 28-ми суточного твердения при температурах от 15-ти до 25-ти градусов. Если твердение происходит в другом температурном диапазоне, то определение относительной марки выполняется по специальным таблицам. Образцы с подвижностью смеси ≤ 5-ти см изготавливаются в разборных металлических формах с днищем, а с большей подвижностью в формах на кирпичном или другом прочном основании.

Относительная средняя прочность цементных растворных смесей твердеющих в указанных выше температурных условиях, составляет в долях от марочной прочности следующие значения:

• в 3-х суточном возрасте — 0,25;
• 7-ми суточном — 0,5;
• после 14-ти — 0,75;
• 60-ти — 1,2;
• после 90-то — 1,3.

В смешанных растворных смесях наибольшая прочность при оптимальной удобоукладываемости достигается введением в них тонкомолотых добавок.

При использовании растворных смесей в зимних условиях их марка увеличивается на одну ступень (например, вместо 100 применяется 150) и добавки, замедляющие замерзание воды и ускоряющие твердение (поташ, хлористые натрий и кальций, нитрат натрия и другие). Для затворения смеси используется вода без вредных примесей, обычно используется водопроводная.

Ещё одна важная характеристика — морозостойкость, характеризуемая количеством выдерживаемых циклов попеременных замораживаний и оттаиваний. Гост на растворы строительные по морозостойкости предусматривает 9-ть марок, от F10 до F300. Испытания проводится в лаборатории с попеременным замораживанием и оттаиванием насыщенных водой образцов в форме кубиков с 15-ти см сторонами до уменьшения первоначальной прочности до 15-ти %. При условии эксплуатации во влажной среде необходимо повышение марки.

При приготовлении растворных смесей важно соблюдения оптимального водо-цементного соотношения.

Для отделки лицевых поверхностей крупноблочных конструктивов и панелей на заводах, оштукатуривания внутри и снаружи зданий, отделки архитектурных элементов применяются декоративные цветные растворы. Вяжущие — белые и цветные портландцементы, гипс и известь. Заполнители — кварцевые промытые пески или получаемые при дроблении разноцветных горных пород (гранит, известняк, мрамор, туф, доломит). В смеси добавляются слюда ≤ 1% или дроблённое стекло до 10-ти %. Для окрашивания используются природные (охра, железный сурик, мумиё, оксиды хрома, ультрамарин) и искусственные красители, обладающие химической и светостойкость.

В качестве добавок в строительные растворные смеси вносятся:

• органические и минеральные вещества, повышающие удобоукладываемость. Эффективно добавление в цементные смеси известкового теста, создающего экономию цементов, повышающего способность удерживать воду, что имеет большое значение при транспортировке, улучшает удобство укладки. Минеральные добавки с большой активностью (диатомит, шлаковые порошки, трепел и др.) вводятся в дисперсном виде;
• поверхностно-активные, повышающие пластичность и экономящие вяжущие, добавляются в сотых процентных долях от массы вяжущих. Наиболее часто применяется СДБ и мылонафт. Приготовление, хранение составляющих веществ, перевозка и применение готовых смесей регламентируется ГОСТом 28013-98.