27. Строительные растворы: классификация, виды, свойства и применение

Классификация строительных растворов

По плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые с плотностью 1500 кг/м3 и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м3, заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.

По виду вяжущего строительные растворы бывают: цементные, приготовленные на портландцементе или его разновидностях; известковые — на воздушной или гидравлической извести, гипсовые — на основе гипсовых вяжущих веществ — гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих; смешанные — на цементно-известковом вяжущем. Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.

По назначению строительные растворы делят: на кладочные для каменных кладок и кладки стен из крупных элементов; отделочные для штукатурки, изготовления архитуктурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампо-нажные и т.д.). Специальные растворы имеют узкое применение.По физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность раствора. По величине прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др.). По степени морозостойкости в циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.

Состав раствора обозначают количеством (по массе или объемУ) материалов на 1 м3 раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов), состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч. вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент:известь:песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.

В качестве мелкого заполнителя применяют: для тяжелых растворов — кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород; для легких растворов — пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески. Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличива-ния стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона — не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки— не более 1,2 мм.

Минеральные и органические добавки применяют для получения удобоукладываемой растворной смеси при использовании портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных растворах повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют активные минеральные добавки — диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.

Поверхностно-активные добавки используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода вяжущего, вводят в растворы десятые и сотые доли процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гид-ролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобно-пластифицирующую добавку «флегматор» и др.

Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и Воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.Свойства растворов. Основными свойствами растворных смесей являются удобоукладываемость и водоудерживающая способность.

Удобоукладываемость — способность раствора укладываться на основании тонким однородным слоем — характеризуется глубиной погружения конуса высотой 15 см, с углом при вершине, равным 30°, и массой 300 г и назначается с учетом вида раствора, способа его подачи, влажности и пористости оснований, температуры воздуха. Например, при монтаже стен из крупных панелей и блоков глубину погружения раствора назначают 5—7 см, а при кладке из обыкновенного кирпича — 9—13 см.

Обеспечение требуемой удобоукладываемости растворных смесей без расслоения достигается введением пластификаторов и наполнителей. Пластификаторы растворных смесей применяют двух видов: неорганические (известковое и глиняное тесто) и органические — поверхностно-активные вещества. Механизм действия неорганических пластификаторов заключается в образовании на поверхности частиц адсорбционных гидратных слоев, облегчающих скольжение зерен заполнителя, а органических — в их диспергирующем действии. В отличие от неорганических пластификаторов органические пластификаторы вводятся в растворные смеси в значительно меньшем количестве (0,03—0,3% массы цемента).

В.,о доудерживающая способность предохраняет растворную смесь от расслоения. Для предотвращения расслоения растворных смесей снижают водовяжущее отношение (за счет правильного подбора состава), вводят тонкодисперсные минеральные наполнители и пластифицирующие добавки.

В большинстве случаев растворы укладывают на пористое основание. При чрезмерно интенсивном отсасывании воды основанием затрудняется процесс нормального твердения цемента.

Одновременно роль активной добавки, микронаполнителя и пластификатора в растворах может выполнять зола-унос. Ее присутствие улучшает пластичность, водоудерживающую способность и другие свойства растворов, позволяет существенно снизить расход цемента и извести. Наиболее эффективны тонкозернистые золы, отбираемые с последних полей электрофильтров.

Для растворов установлены следующие марки по прочности на сжатие: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200 и М300. Растворы М4 и М10 изготавливают преимущественно на извести. Марку раствора по прочности определяют на образцах-кубах с длиной ребра 70,7 мм или балочках размером 40Х40Х XI60 мм через 28 сут твердения. При этом образцы из кладочных растворных смесей подвижностью менее 4 см изготавливают в формах с поддоном, а более 4 см — без поддона и устанавливают на кирпич. В последнем случае поверхность кирпича служит водоотсасывающим основанием. Этим моделируются условия твердения растворов.

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 (Rp) рассчитывают по формуле

где Rn — 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:

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

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

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.

Морозостойкость строительных растворов определяют по числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы-кубы размером ребра 70,7 мм при допустимом снижении прочности не более 25% и потере массы не выше 5%. Марка раствора по морозостойкости F зависит от условий эксплуатации. Для кладки стен и наружной штукатурки марка назначается обычно в диапазоне от F10 до F50, при влажностном режиме эксплуатации конструкций — от F100 до F300. Морозостойкость растворов, так же как и морозостойкость бетонов, определяется видом вяжущего и добавок, водоцемент-ным отношением, качеством заполнителя, условиями твердения. Она снижается при наличии неплотностей, каверн и крупных пор, обусловленных недостаточной удобоукладываемостью.

Структуру растворов модифицируют добавки органических ПАВ. В результате снижается водопоглощение и капиллярное всасывание, повышаются морозостойкость и водонепроницаемость.

Составы строительных растворов подбирают по таблицам или расчетом и в обоих случаях уточняют экспериментальным путем применительно к конкретным материалам.