Строительные растворы. Свойства растворов и растворных смесей

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к шпатлевочным смесям, используемым для финишного выравнивания внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, а также керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона и бетона. Технический результат - расширение области применения сухой растворной смеси для шпатлевки внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, снижение ее стоимости и улучшение экологии за счет использования отходов ГРЭС. Сухая растворная смесь, включающая вяжущее, заполнитель, кальцийсодержащий компонент, водорастворимый целлюлозный загуститель, редисперсионный порошок, гидрофобизирующую добавку, содержит в качестве вяжущего известково-зольное вяжущее состава: известь и зола-унос Рефтинской ГРЭС в соотношении 1:1, в качестве заполнителя - золу-унос Рефтинской ГРЭС, в качестве кальцийсодержащего компонента - мрамор молотый, в качестве водорастворимого целлюлозного загустителя - сложный эфир целлюлозы Walocel MKX 25000 PF50L, редисперсионный порошок в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта - РПП Mowilith Pulver DM1142P, гидрофобизирующую добавку в виде олеата натрия и стеарата кальция и дополнительно - антивспениватель в виде полигликолей жидких углеводородов - Agitan P801 - и суперпластификатор в виде сульфомеламинформальдегида - Melment F10 - при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное известково-зольное вяжущее 4,00-5,00, зола-унос Рефтинской ГРЭС 87,45-89,60, мрамор молотый 4,50-5,00, указанный сложный эфир целлюлозы 0,15-0,25, РПП Mowilith Pulver DM1142P 1,50-1,85, олеат натрия 0,05-0,10, стеарат кальция 0,05-0,10, антивспениватель - Agitan P801 0,10-0,15, суперпластификатор Melment F10 0,05-0,10. 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к шпатлевочным смесям, используемым для финишного выравнивания внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, а также керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона и бетона.

Известна сухая растворная смесь (см. патент РФ №2204540, 7МПК С04В 26/00, С04В26/06, С04В 28/00, С04В 28/10, опубликованный 20.05.2003 г.), содержащая вяжущее в виде портландцемента, заполнитель и модифицирующую добавку, включающую микрокремнезем, пластификатор, доломитовую или известняковую муку, водорастворимый эфир целлюлозы, редисперсионный порошок в виде сополимеров поливинилацетата или акрилата при следующем соотношении компонентов модифицирующей добавки, мас.%:

при этом заполнитель включает, мас.%: песок кварцевый 99,9-85,0 с модулем крупности Мкр. не более 1,5 и пылевидный кварц 0,10-15 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

Недостатком известной сухой растворной смеси является высокая ее стоимость, так как в качестве заполнителя используются обогащенный песок кварцевый, полученный разделением природного песка на фракции, а затем смешением определенных фракций в заданной пропорции, что повышает трудоемкость изготовления смеси. Кроме того, кварцевый песок необходимо предварительно сушить, что является достаточно энергоемкой и затратной операцией. Рыночная стоимость кварцевого песка в 2-3 раза выше стоимости техногенных заполнителей, например золы. При этом использование в составе известной смеси значительного количества портландцемента (до 35%) также удорожает ее стоимость.

Наиболее близкой по качественному составу является сухая растворная смесь (см. патент РФ на изобретение №2111931, 6МПК С04В 28/04 «Порошкообразный состав для шпатлевочных покрытий», опубликованный 27.05.1998 г.), включающая цемент (вяжущее), песок (заполнитель), кальцийсодержащий компонент в виде мела, водорастворимый целлюлозный загуститель, гидрофобизирующую добавку в виде полиакриламида и поливинилацетат (редисперсионный порошок), а также известняковую и/или доломитовую муку при соотношении компонентов, мас.%:

Недостатком известной сухой растворной смеси, как и вышеуказанного аналога, является высокая ее стоимость в результате использования в качестве заполнителя дорогостоящего песка фракцией 0,4-1,5 мм, полученного в процессе обогащения карьерного песка.

Кроме того, известная сухая растворная смесь не может быть использована для финишного выравнивания пористых поверхностей из ячеистого бетона, в частности газозолобетона автоклавного твердения, так как незначительное содержание (0,025-0,15) важнейшего компонента - поливинилацетата - не позволяет известной сухой растворной смеси обеспечить требуемые адгезионные свойства, сцепление раствора с основным материалом пористых поверхностей, а также необходимую прочность и деформируемость затвердевших растворов.

Из уровня техники известно применение в незначительных количествах золы-унос в производстве строительных материалов (см. авторское свидетельство СССР №1724623, 5МПК С04В 26/04 «Полимербетонная смесь», опубликованное 07.04.1992 г.). Известная смесь содержит 7-10% золы-унос и применяется для изготовления химически стойких изделий.

Известна также сырьевая смесь для производства легкого заполнителя в виде гранул с последующей термообработкой 300-400°С (см. патент РФ №2214977 7МПК С04В 18/04. «Сырьевая смесь и способ производства легкого заполнителя», опубликованный 23.10.2003 г.), где золы-унос содержится 5,3-6,3%.

Известные смеси не могут быть использованы для финишного выравнивания внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в частности газозолобетона автоклавного твердения, так как они не обеспечивают достаточную адгезионную способность, сцепление раствора с основным материалом пористых поверхностей, а также необходимую прочность и деформируемость затвердевших растворов.

Ограниченное использование золы-унос в производстве строительных материалов связано с тем, что в ней могут присутствовать радиоактивные элементы (уран, торий), извлечение которых, например, путем выщелачивания серной кислотой является трудоемким и дорогостоящим способом.

Кроме того, известные золы, например Воронежской ТЭЦ или золы от сгорания углей Канско-Ачинского бассейна, содержат повышенное количество несгоревших частиц и небольшое количество алюмосиликатов, что ухудшает их свойства.

Технический результат заявляемого изобретения предусматривает расширение области применения сухой растворной смеси для шпатлевки внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, снижение ее стоимости и улучшение экологии за счет использования отходов ГРЭС.

Указанный технический результат достигается тем, что сухая растворная смесь, включающая вяжущее, заполнитель, кальцийсодержащий компонент, водорастворимый целлюлозный загуститель, редисперсионный порошок, гидрофобизирующую добавку, согласно изобретению содержит в качестве вяжущего известково-зольное вяжущее состава: известь и зола-унос Рефтинской ГРЭС в соотношении 1:1, в качестве заполнителя золу-унос Рефтинской ГРЭС, в качестве кальцийсодержащего компонента - мрамор молотый, в качестве водорастворимого целлюлозного загустителя - сложный эфир целлюлозы Walocel MKX 25000 РF50L, редисперсионный порошок в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта - РПП Mowilith Pulver DM1142P, гидрофобизирующую добавку в виде олеата натрия и стеарата кальция и дополнительно -антивспениватель в виде полигликолей жидких углеводородов - Agitan P801 - и суперпластификатор в виде сульфомеламинформальдегида - Melment F10 - при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола-унос Рефтинской ГРЭС, полученная при сжигании Экибастузского каменного угля, имеет следующий состав, мас.%:

Зола-унос Рефтинской ГРЭС в отличие от известных характеризуется однородностью свойств. Она на 90% состоит из алюмосиликатов, причем около 30% приходится на оксид кремния (SiO 2), благодаря чему зола обладает некоторыми вяжущими свойствами.

Зола-унос Рефтинской ГРЭС на 70% состоит из аморфной фазы в виде стекла и практически не содержит несгоревших частиц, являющихся вредными примесями. Это повышает активность золы-унос и позволяет использовать ее в заявляемой сухой растворной смеси в больших количествах (до 89,60%).

Применение золы-унос Рефтинской ГРЭС, обладающей некоторыми вяжущими свойствами, в совокупности с известково-зольным вяжущим позволяет отказаться от использования в сухой растворной смеси портландцемента, что снижает стоимость последней.

Кроме того, зола-унос Рефтинской ГРЭС по сравнению с кварцевым песком является готовым к применению мелкодисперсным компонентом с удельной поверхностью 3000-3500 см 2 /г, не требующим дополнительной сушки, измельчения и просеивания, что также снижает стоимость сухой растворной смеси.

Зола-унос Рефтинской ГРЭС по санитарно-эпидемиологическому заключению №66.01.08.000.П.001474, выданному ЦГСЭН Свердловской области, не содержит радиоактивных элементов и соответствует всем нормам, предъявляемым к строительным материалам, в том числе сухим смесям.

Немаловажным преимуществом заявляемой сухой растворной смеси является то, что ее производство способствует решению экологической проблемы путем уменьшения зольных отвалов, которые загрязняют окружающую среду.

Введение 4,0-5,0% известково-зольного вяжущего с соотношением извести и золы 1:1 в совокупности с 4,5-5,0% мрамора и 87,45-89,60% золы-унос Рефтинской ГРЭС позволяет сухой растворной смеси обеспечить необходимые технологические и прочностные характеристики для финишного выравнивания внутренних поверхностей из керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона, ячеистого бетона, в частности газозолобетона автоклавного твердения. Содержание в сухой растворной смеси золы-унос более 89,60% приводит к снижению прочности и повышению коэффициента водопоглощения.

Введение в состав сухой растворной смеси современных и высокоактивных полимерных добавок, обеспечивающих необходимые реологические и физико-механические свойства раствора, позволяет в совокупности с известково-зольным вяжущим, мрамором и золой-унос Рефтинской ГРЭС, обладающей некоторыми вяжущими свойствами, значительно увеличить содержание заполнителя и снизить стоимость сухой растворной смеси.

Введение редисперсионного порошка (марка РПП Mowilit Pulver DM 1142P) в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта в количестве 1,50-1,85% позволяет во время твердения и в результате постепенного обезвоживания раствора из водной дисперсии мономеров формировать пленки, которые на границе раздела «раствор-поверхность» служат клеем, обеспечивающим хорошее сцепление материалов. Указанное количество мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта в совокупности с компонентами заявляемой сухой растворной смеси является оптимальным. Содержание этого компонента более 1,85% экономически нецелесообразно.

Регулирование реологических свойств заявляемой сухой растворной смеси и снижение водопотребности достигается с помощью суперпластификатора (марка Melment F10) в виде сульфометиламинформальдегида - продукта поликонденсацни на основе меламинформальдегида, поликарбоксилата и полиэтиленгликоля, введенного в количестве 0,05-0,10%.

Для обеспечения реологических свойств раствора при содержании указанного компонента менее 0,05% требуется увеличение в нем воды, что отрицательно влияет на свойства раствора. Более 0,10% технологически нецелесообразно.

Для предотвращения расслоения подвижного раствора и отсасывания из него воды, особенно при нанесении на пористые поверхности, вводится водоудерживающий компонент - сложный эфир целлюлозы (марка Walocel MKX 25000 PF50L) в виде гидроксиэтила и гидроксипропилметилцеллюлозы в количестве 0,15-0,25%. Менее 0,15% сложного эфира целлюлозы не оказывает существенного влияния на качество раствора. При содержании этого компонента более 0,25% не происходит дальнейшего улучшения качества раствора.

Введение гидрофобизирующей добавки в сухую растворную смесь в виде олеата натрия (C 16 H 33 COONa) и стеарата кальция (C 17 H 35 COO) 2 Ca в количестве по 0,05-0,10% каждого приводит к улучшению показателей водопоглощения и паропроницаемости при нанесении раствора на пористые поверхности и позволяет обеспечить высокую технологичность и долговечность раствора, а также защиту от влаги самих блоков, имеющих пористую структуру, что улучшает условия их эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примерах конкретного исполнения изобретения.

Приготовление сухой растворной смеси осуществляют следующим образом. В смесителе принудительного действия готовят отдельно известково-зольное вяжущее при соотношении извести и золы-унос Рефтинской ГРЭС 1:1. Затем в соответствии с указанным процентным составом дозируют компоненты и соединяют их с известково-зольным вяжущим. Производят перемешивание компонентов. Получаемую сухую растворную смесь фасуют в стандартные мешки и отправляют потребителю.

Для приготовления сухой растворной смеси используют следующие компоненты: зола-унос Рефтинской ГРЭС по ГОСТ 25818, известь комовая по ГОСТ 9179-77, мрамор молотый ММ-80 по ТУ 5716-009-00281950-2003.

Растворную смесь готовят следующим образом. В емкость высыпают сухую растворную смесь и добавляют воду. Водотвердое отношение, обеспечивающее получение растворной смеси, составляет 0,50-0,60. Смешивают в течение 4-5 минут. Оставляют в покое 4-5 минут, после чего интенсивно перемешивают в течение 30 секунд. Затем растворную смесь наносят на поверхность ручным или машинным способом. При необходимости нанесения нескольких слоев необходимо убедиться, что предыдущий слой высох. Прочность сцепления раствора с основанием в возрасте 28 суток не менее 0,1 МПа.

В табл.1 представлены примеры составов сухой растворной смеси для финишной отделки поверхностей: в примере 1 - для ячеистого бетона, в примере 2 - для керамического кирпича, в примере 3 - для силикатного кирпича.

Технические характеристики и результаты испытаний приведены в табл.2.

Сухая растворная смесь, включающая вяжущее, заполнитель, кальцийсодержащий компонент, водорастворимый целлюлозный загуститель, редисперсионный порошок, гидрофобизирующую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего известково-зольное вяжущее состава: известь и зола-унос Рефтинской ГРЭС в соотношении 1:1, в качестве заполнителя - золу-унос Рефтинской ГРЭС, в качестве кальцийсодержащего компонента - мрамор молотый, в качестве водорастворимого целлюлозного загустителя - сложный эфир целлюлозы Walocel MKX 25000 PF50L, редисперсионный порошок в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта - РПП Mowilith Pulver DM1142P, гидрофобизирующую добавку в виде олеата натрия и стеарата кальция и дополнительно - антивспениватель в виде полигликолей жидких углеводородов - Agitan P801 и суперпластификатор в виде сульфомеламинформальдегида - Melment F10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению силикатных изделий: кирпича, камней, плиток, с использованием отходов алмазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для выравнивания бетонных, оштукатуренных поверхностей, предназначенных под окраску клеевыми, силикатными, вододисперсионными красками.

Цементные растворы приготовляют из це­мента, песка и воды и применяют во влажных и сырых местах. Этими растворами оштукатуривают наружные стеновые панели, цоколи. С введе­нием специальных добавок их используют для устрой­ства изоляционного слоя. Цементные растворы очень прочные, но жесткие (низкая пластичность). Пластич­ность растворов повышается путем введения добавок. Составы растворов применяют в соотношении по массе : от 1: 1 до 1: 6. Растворы в со­отношении от 1: 6 до 1:4 считают жесткими и неудоб­ными в употреблении. В штукатурных работах, при­меняют чаще всего раствор в соотношении 1: 3 (табл. 2.5).

Известковые растворы приготовляют из известкового теста и песка. Применяют при производ­стве штукатурных работ внутри помещения по каменным и бетонным поверхностям. В увлажненных поме­щениях эти растворы не используют.

Таблица 2.5. Составы некоторых растворов

Растворы обладают хорошей подвижностью и пла­стичностью, немедленно твердеют и имеют сравни­тельно небольшую прочность. Количество песка в растворах зависит от назначе­ния штукатурного слоя и применяемой извести. Очень часто известковые растворы идут с добав­кой цемента или гипса.

Известково-гипсовые растворы . Для ускорения твердения в известковые растворы добав­ляют гипс в соотношении от 1: 0,25 до 1: 1. Предна­значаются они для оштукатуривания каменных, дере­вянных поверхностей. Из этого раствора хорошо вы­тягиваются карнизы. Известково-гипсовый раствор приготовляют не­большими порциями, чтобы за короткое время можно было его использовать и приготовить новый.

Цементно-известковые растворы при­готовляют из цемента, известкового теста и песка. Применяют для оштукатуривания наружных стен,
увлажняющих частей зданий, ванных комнат, наруж­ных откосов. Состав - : известковое тесто: пе­сок 1: (%6/-1) : (3…5).
Жизнеспособность раствора 1 ч. Эти растворы пластичнее цементных, легко разравниваются тонким слоем и расслаиваются меньше цементных. Марка ра­створа зависит от марки цемента.

Растворы из сухих смесей . Сухую смесь изготовляют централизованно из портландцемента, сухого мелкого речного песка с добавкой известковой
муки. Применяют для накрывочного слоя, выполнения рустов и стыков железобетонных изделий. Выпуска­ют смесь марок 50, 75, 100, 150.

Терразитовые смеси состоят из вяжущего материала и заполнителей разной крупности (крош­ка, стекло, слюда) и пигментов.
Приготовляют терразитовый раствор непосредст­венно перед нанесением соединением с водой до тре­буемой консистенции.

Каменные смеси содержат в себе цветные цементы (может быть добавка известкового теста), крошку различных каменных пород и пигменты.

Цементно-известковые смеси состоят из цемента (80%) , гидратной извести (20%) и пиг­ментов. Предназначены для оштукатуривания поверх­ностей, находящихся во влажном режиме. Из сухих смесей или отдельных составляющих при­готовляют декоративные растворы для оштукатури­вания фасадов зданий непосредственно перед нанесе­нием.

Свойства растворных смесей.

Удобоукладываемостъ — способность растворной смеси легко распределяться по поверх­ности основания сплошным тонким слоем, хорошо сцепляясь с ней. Удобоукладываемая растворная смесь даже при укладке на неровной поверхности заполняет все впадины и плотно при­мыкает к камням кладки. Жесткий, неудобоукладываемый рас­твор контактирует с основанием лишь частично, что снижает прочность кладки в 1,5…2 раза. Удобоукладываемость оценива­ют подвижностью смеси.

Подвижность растворной смеси характеризуется глубиной погружения в нее эталонного конуса массой 300 г, вы­сотой 150 мм и с углом при вершине 30°. Конус сделан из жести, внутри него помещен груз (свинцовая дробь). На поверхности конуса нанесены деления в сантиметрах. В зависимости от на­значения растворы должны иметь различную подвижность.

Рис. 1. Приборы для определения подвижности растворной смеси в ла­боратории (а) и на рабочем месте (б): 1 — штатив; 2 — сосуд для раствора; 3 — конус; 4 — трубка; 5 — стрелка; 6 — шкала.

Один из способов повышения подвижности растворной сме­си — увеличение содержания в ней воды, но при этом, чтобы со­хранить марку раствора и водоудерживающую способность смеси, увеличивают расход вяжущего. Более рациональный способ увеличения подвижности — введение в раствор пластифицирую­щих добавок.

Водоудерживающая способность — это способность рас­творной смеси удерживать воду при нанесении на пористое ос­нование или при транспортировании. Если растворную смесь с малой водоудерживающей способностью нанести, например, на кирпич, то она быстро обезводится в результате отсасывания воды в поры кирпича. В этом случае затвердевший раствор будет пористым и непрочным. Такая смесь при транспортирова­нии способна расслоиться: песок осядет вниз, а вода окажется вверху.

Водоудерживающую способность увеличивают путем введе­ния в растворную смесь неорганических дисперсных минераль­ных добавок и органических пластификаторов. Смесь с такими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом раствор становится плотнее, хорошо сцепляется с основа­нием, повышается его прочность.

Расслаиваемостъ — способность растворной смеси разде­ляться на твердую и жидкую фракции при транспортировании и перекачивании ее по трубам и шлангам. Смесь разделяется на воду (жидкая фаза), песок и вяжущее (твердая фаза), в результа­те чего в трубах и шлангах могут образоваться пробки, устране­ние которых связано с большими потерями труда и времени.

Если состав растворной смеси подобран правильно и водо-вяжущее отношение назначено верно, то растворная смесь будет подвижной, удобоукладываемой, она будет обладать хорошей водоудерживающей способностью и не будет расслаиваться.

Свойства затвердевших растворов. Затвердевшие строи­тельные растворы должны обладать определенной плотностью, заданной прочностью, водонепроницаемостью и морозостойко­стью, которые гарантируют их безотказную работу в течение всего периода эксплуатации конструкции.

Плотность раствора зависит от вида и марки по плотности заполнителя. Истинная плотность обычных цементно-песчаных растворов составляет 2600…2700 кг/м 3 . По средней плотности строительные растворы подразделяют на тяжелые и легкие. Растворы средней плотностью — 1500 кг/м и более относят к тяже­лым; для их приготовления используют плотные заполнители с насыпной плотностью не менее 1500 кг/м 3 ; легкие растворы приготовляют на пористых заполнителях с насыпной плотно­стью менее 1200 кг/м 3 .

Прочность строительного раствора характеризуют маркой, которую определяют по пределу прочности при сжатии стан­дартных образцов-кубов размером 70,7×70,7×70,7 мм (для кла­дочных и растворов стяжек, облицовочных и штукатурных рас­творов с допустимой толщиной нанесения более 5 мм), изготов­ленных из рабочей растворной смеси и испытанных в возрасте 28 сут. (первые 3 сут. для растворов на Гидравлических вяжу­щих — в камере нормального твердения, оставшееся время — на воздухе при температуре (20 ± 5) °С и относительной влажности (65 ± 10) %). Для кладочных растворов используют формы без дна, установленные на пористое основание. Прочность на сжа­тие растворов для самонивелирующихся стяжек, облицовочных и штукатурных с допустимой толщиной нанесения менее 5 мм определяют испытанием образцов-балочек 40x40x160 мм по ГОСТ 310.4. По пределу прочности при сжатии (кгс/см 2) для растворов установлены марки: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Малопрочные растворы марок 4, 10 и 25 получают из местных вяжущих и извести; растворы более высоких марок — на цемент­но-известковом и цементном вяжущих.

Прочность строительных растворов зависит от марки вяжу­щего и его количества. Однако водовяжущее отношение в дан­ном случае не имеет существенного значения так как пористое основание, на которое наносят раствор, отсасывает из него воду и количество воды в разных растворах становится приблизи­тельно одинаковым.

Марки наиболее часто применяемых кладочных и штукатур­ных растворов значительно ниже марок бетонов. Это объясняет­ся тем, что прочность кладочных растворов не влияет сущест­венно на прочность кладки из камней правильной формы, а штукатурные растворы практически не несут никакой нагрузки. Более высокие требования предъявляются к прочности раство­ров для омоноличивания несущих сборных конструкций.

Водонепроницаемость строительного раствора важна для наружных штукатурок зданий, стяжек на балконах, для специ­альных гидроизоляционных растворов, штукатурок и т. д. За­твердевший раствор содержит поры, следовательно, абсолютно водонепроницаемых растворов нет.

Для повышения водонепроницаемости при приготовлении в растворную смесь вводят добавки — кольматирующие (жидкое стекло, битумную эмульсию, нитрат кальция) и гидрофобизирующие (кремнийорганические жидкости ГКЖ-10, ГКЖ-11).

Морозостойкость характеризует долговечность строитель­ного раствора. В зависимости от числа циклов попеременного замораживания и оттаивания, которые выдержат образцы-кубы с ребром 70,7 мм в насыщенном водой состоянии, различают сле­дующие марки раствора по морозостойкости: F 10, F 15, F 25, F 35, F 50, F 100, F 150, F 200 и F З00. В значительной степени морозо­стойкость раствора зависит от его плотности и водонепрони­цаемости, вида вяжущего, водовяжущего отношения, введенных добавок и условий твердения. Для повышения морозостойкости растворов применяют воздухововлекающие добавки: смолу дре­весную омыленную (СДО) и смолу древесную воздухововлекающую (СНВ).

Для штукатурных и защитно-отделочных слоев покрытий важное значение имеет прочность сцепления с основанием. Прочность сцепления штукатурных и облицовочных растворов в проектном возрасте должна быть не менее 0,2 МПа для внут­ренних работ и 0,5 МПа — для наружных работ.

|| Растворы || Бутовая кладка || Материалы, инструменты, приспособления, используемые для каменной и кирпичной кладки || Общие сведения о каменной кладке. Виды кладки и назначение || Транспортирование, складирование, подача и раскладка кирпича || Системы резки || Лицевая кладка и облицовка стен. Виды отделки фасадов || Леса и подмости || Сплошная кирпичная кладка || Осадочные и температурные швы || Каменная кладка и монтажные работы в зимнее время. Производство работ при отрицательной температуре || Ремонтные, восстановительные, каменные работы. Инструменты для ремонта кладки

Удобоукладываемость - способность растворной смеси укладываться по основанию тонким однородным слоем. «Мягкая» смесь заполняет все неровности основания, равномерно сцепляясь со всей его поверхностью. Неудобоукладываемая смесь, «жесткая», соприкасается с основанием не по всей площади, а в отдельных местах, плохо сцепляясь и при этом образуя неодинаковый по плотности и толщине слой. Свойство удобоукладываемости - одно из важнейших. Примером может послужить кирпичная кладка. Кирпич имеет грубую шероховатую поверхность - выступы, углубления, трещины и другие неровности. Поэтому прочность кладки тем выше, чем больше площадь соприкосновения растворной смеси с кирпичом. Кирпичная кладка должна обладать сопротивляемостью к агрессивному действию среды - климатическим факторам. Поэтому даже самые незначительные пустоты могут привести к снижению прочности кладки. Кроме того, важное значение удобоукладываемость раствора имеет в штукатурных и декоративных работах.

Применение «мягкого» раствора дает возможность каменщику не расходовать много физических сил, т. е. он укладывает больше кирпича, чем при работе с «жесткой» растворной смесью. Уменьшается трудоемкость и при штукатурных работах. Удобоукладываемость зависит от ее подвижности - степени вязкости и от водоудерживающей способности. Определяется подвижность растворных смесей по дозе вяжущего вещества, воды и других добавок. Укладка растворных смесей выполняется без механического уплотнения, в связи с этим их делают подвижнее бетонных смесей. Но при бутовой кладке раствор берется более жесткий, так как уплотнение происходит за счет вибрирования.

Водоудерживающая способность - свойство растворной смеси, которое предотвращает расслоение при транспортировании, потерю большого количества воды при укладке растворной смеси на пористые основания. Кирпич, легкие бетоны, природный камень туф - пористые основания, обладающие способностью сильно отсасывать воду из растворной смеси. После этого она становится более жесткой. Таким образом, укладка раствора, обладающего недостаточной водоудерживающей способностью, на пористое основание ведет к тому, что из-за быстрой потери влаги раствор теряет подвижность. Работа с таким раствором понижает производительность труда каменщика или штукатура, плохо влияет на прочность кладки. Раствор с хорошей водоудерживающей способностью постепенно отдает излишки воды, постепенно уплотняется и приобретает прочность. Отрицательные температуры замедляют скорость твердения растворов. При температуре ниже 5°С прочность растворов уменьшается вдвое, по сравнению с температурой 20-25°С. Раствор, применяемый в осенне-зимний период для заполнения горизонтальных швов при монтаже стеновых панелей, должен иметь марку не ниже 100 (летом не ниже 50). Для каменной кладки марка раствора на ступень выше, т. е. вместо 50 применяется 75 в летнее время. В зимний период в растворные смеси вводят добавки из солей (нитрит натрия и др.) и понижающих температуру замерзания растворов, благодаря которым они твердеют на сильном морозе, но медленно. В табл. 2 показано, какую подвижность должны иметь растворные смеси в различных случаях.

Таблица 2. Подвижность растворных смесей

Состав растворов выбирают, исходя из степени подвижности, растворной смеси, необходимой для укладки камней или расшивки швов, заданной марки раствора, условий эксплуатации (наземная, подземная или подводная кладка), требования экономить клинкерные цементы. Свойства растворов самые различные: простые и сложные из одного или нескольких вяжущих, легкими и тяжелыми по свойствам заполнителя, по способу твердения (в какой среде на воздухе или в воде - гидравлические), по прочности. Кроме цементных растворов, широко используются известковые, которые состоят из одной части известкового теста и трех частей песка. Количеством воды в растворах определяется подвижность раствора - жесткость, пластичность или совсем жидкий раствор. Для каменной кладки используются и цементно-известковые растворы. В условиях строительной площадки приготовление растворов осуществляется с помощью растворосмесителей (рис. 15). Заполнителями в растворах служат пески горный, речной, морской - тяжелые заполнители. Шлаки и пемза - легкие заполнители. Пески загрязненные сначала промывают перед применением, зерна его не должны быть более 2,5 мм для кирпичной кладки.

Естественно, что свойства свежеприготовленной растворной смеси и затвердевшего раствора совершенно различны. Основными свойствами растворной смеси являются удобоукладываемость, пластичность (подвижность), водоудерживающая способность и расслаиваемость, а затвердевших растворов — плотность, прочность и долговечность. Правильный выбор области применения растворов всецело зависит от их свойств.

Свойства растворных смесей.

Удобоукладываемость - свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, транспортировании и перекачивании насосами. Она зависит от пластичности (подвижности), водоудерживающей способности смеси и способности расслаиваться.

Пластичность смеси характеризуют ее подвижностью, т. е. способностью растекаться под действием собственного веса или приложенных к ней внешних сил. Подвижность почти всех растворных смесей определяют глубиной погружения (в см) стандартного конуса массой (300 ± 2) г. Высота конуса - 180 мм, диаметр основания - 150 мм, угол при вершине - 30° (рис. 1).

Рис. 1. Приборы для определения подвижности растворной смеси в лаборатории (а) и на рабочем месте (б): 1 - штатив; 2 - сосуд для раствора; 3 - конус; 4 - трубка; 5 - стрелка; 6 - шкала

Подвижностьрастворной смеси зависит, прежде всего, от количества воды и вяжущего, вида вяжущего и заполнителя, соотношения между вяжущим и заполнителем.

Водоудерживающая способность - свойство растворной смеси удерживать воду при укладке ее на пористое основание (кирпич, шлакоблоки, бетон и т. п.), а также при ее транспортировании. 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 раствор становится плотнее, хорошо сцепляется с основанием, повышается его прочность.

Расслаиваемость - способность растворной смеси разделяться на твердую и жидкую фракции при транспортировании и перекачивании ее по трубам и шлангам. Растворную смесь часто перевозят автосамосвалами и перемещают по трубопроводам с помощью растворонасосов. При этом не редки случаи, когда смесь разделяется на воду (жидкая фаза), песок и вяжущее (твердая фаза), в результате чего в трубах и шлангах могут образоваться пробки, устранение которых связано с большими потерями труда и времени.

Если состав растворной смеси подобран правильно и водовяжущее отношение назначено, верно, то растворная смесь будет подвижной, удобоукладываемой, она будет обладать хорошей водоудерживающей способностью, и не будет расслаиваться. Пластифицирующие добавки как неорганические, так и органические повышают водоудерживающую способность растворных смесей и уменьшают их расслаиваемость.

Жизнеспособностью называют 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 растворов составляет обычно 2-4 ч и зависит от сроков схватывания цемента. Известковые растворы на гидратной извести имеют жизнеспособность 6-10 ч, смешанные цементно-известковые - 4-6 ч.

При повышенной температуре растворные смеси, содержащие портландцемент, следует расходовать в течение 2 ч. Продлить их жизнеспособность до 12-20 ч можно введением до 2-3% добавки УПБ, комплексной добавки ЛСТ - 0,4% + УПБ - 1%.

Свойства растворов .

Затвердевшие растворы должны обладать определенной плотностью, заданной прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и постоянством объема (и в отдельных случаях - химической стойкостью).

Плотность раствора зависит от вида и химического состава заполнителя. Истинная плотность обычных цементно-песчаных растворов составляет 2600-2700 кг/м 3 . По средней плотности, как известно, строительные растворы подразделяют на тяжелые и легкие. Растворы плотностью 1500 кг/м 3 и более относят к тяжелым; для их приготовления используют плотные заполнители с насыпной плотностью не менее 1500 кг/м 3 ; легкие приготовляют на пористых заполнителях с насыпной плотностью менее 1200 кг/м 3 .

Прочность строительного раствора характеризуют маркой, которую определяют по пределу прочности при сжатии стандартных образцов-кубов размером 70,7x70,7x70,7 мм, изготовленных из рабочей растворной смеси и испытанных после 28-суточного твердения. По пределу прочности при сжатии (кгс/см 2) для растворов установлены марки: 4,10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 и 300. Малопрочные растворы марок 4 и 10 получают из местных вяжущих и извести. Прочность растворов при изгибе примерно в 5 раз, а при растяжении в 10 раз меньше прочности при сжатии. Прочность раствора, прежде всего, зависит от активности и количества , от количества воды, качества заполнителей, тщательности приготовления раствора, условий и продолжительности твердения.

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

R 28 = 0,4 R Ц (Ц/В - 0,3).

При укладке на пористое основание вода отсасывается, и в растворе остается примерно одинаковое количество воды, независимо от ее первоначального содержания. В этом случае прочность раствора R 28 зависит от активности вяжущего R Ц, его расхода Ц, т/м 3 , и определяется по формуле:

R 28 = К R 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.

Интенсивность твердения растворов зависит от температуры. Примерное значение предела прочности раствора на портландцементе от прочности раствора, затвердевшего при 20 °С в возрасте 28 суток, приведено в табл. 1.

Таблица. 1. Влияние температуры на интенсивность твердения раствора, в %