Для сферы строительных услуг характерно и привычно такое понятие, как растворы строительные. Гост 28013 (утвержден и введен в действие постановлением Государственного стройкомитета СССР №7 в 1989 г.; на смену ему пришел аналогичный ГОСТ, утвержденный постановлением Госстроя России №30 1998 г. и введенный в действие с июля 1999 г.) трактует понятие как совокупность терминов "растворная смесь", "сухая растворная смесь", "раствор" и определяет единые требования к общим техническим характеристикам относительно их приготовления, приемки и транспортировки и качественных показателей.

В качестве примечания: данные стандарты не распространяются на жаро- и химически стойкие растворы строительные.

Что такое строительный раствор?

Состав раствора представляет собой правильно скомпонованные и тщательно перемешанные до однородной массы составляющие: вяжущее вещество, мелкий заполнитель и затворитель. При необходимости в раствор могут быть добавлены специальные добавки. Традиционно придающим раствору эластичность, выступает цемент, гипс или известь. Заполнителем, как правило, является песок, затворителем - вода.

Не требующий затвердевания, полностью готовый к применению после соединения необходимых компонентов строительный раствор носит название растворной смеси. Растворная смесь может состоять из сухих компонентов, смешанных на заводе. Это так называемая сухая растворная смесь. Она затворяется водой перед началом применения.

Затвердевшая масса, напоминающая искусственный камень, в которой вяжущее вещество связывает между собой частицы песка, тем самым уменьшая трение, именуется раствором.

Строительные растворы классифицируются следующим образом.

В зависимости от используемого в составе вяжущего средства различают:

1. Простые однокомпонентные - цементный, известковый или гипсовый. Как правило, обозначаются соотношением 1:2, 1:3, в котором 1 - часть (доля) вяжущего, второе число - сколько частей заполнителя добавлено на часть вяжущего.

2. Сложные, смешанные, многокомпонентные. Это, к примеру, цемент и известняк, известняк и гипс, глина и солома, известняк и зола и прочие. Обозначаются тремя цифрами: вяжущее основное, вяжущее дополнительное, заполнитель.

От количественного соотношения вяжущего и песка также многое зависит. Существует строительные растворы:

1. Нормальные . Характеризуются оптимальным соотношением вяжущего вещества и заполнителя.

2. Жирные . Характеризуются избытком вяжущего, дают большую усадку при укладке, трещины (при нанесении толстым слоем). Определяются путем погружения палки в раствор - жирная смесь обволакивает ее толстым слоем.

3. Тощие . Характеризуются недостатком, малым количеством вяжущего, практически не дают усадки, оптимальны при облицовке. Определяются следующим образом: при погружении палки в раствор смесь не налипает на нее.

По свойствам вяжущего растворы строительные делятся на:

Воздушные - их затвердевание происходит на воздухе в сухих условиях (гипс);

Гидравлические - процессы затвердевания начинаются на воздухе и продолжаются во влажной среде, например, в воде (цемент).

В зависимости от используемого песка, будь то обычный природный, горный, речной или легкий пористый (керамзит, пемза, туф), существуют тяжелые (плотность в сухом состоянии от 1500 кг/м3) и легкие (до 1500 кг/м3) строительные растворы. Качество заполнителя напрямую влияет на повышение прочности конечного продукта. Так, в сравнении со шлаком, смешивание вяжущего со строительным песком без примесей (минеральных солей, вкраплений глиняных пород) повышает прочность раствора до 40%.

Количественное соотношение воды также играет далеко не последнюю роль в приготовлении растворов: при ее недостатке раствор характеризуется жесткостью, при избытке - расслаиванием, в результате чего качественные характеристики прочности снижаются.

Подтверждением тому, что раствор строительный (ГОСТ 28013-98) подготовлен правильно, согласно стандартам качества и верному соотношению требуемых компонентов, является его удобоукладываемость. Подвижный, пластичный состав способен заполнить все пустоты, хорошо уплотняется, трамбуется, не крошится, не осыпается, не сползает вдоль стен. При незначительном добавлении вяжущего и затворителя раствор становится более пластичным, но это приводит к большей усадке строительного материала при затвердевании и, соответственно, к образованию трещин.

Остановимся подробнее на технических особенностях растворных смесей и растворов, все параметры которых контролируются действующими стандартами.

Качественные характеристики растворных смесей

Важными качественными показателями растворных смесей выступают средняя плотность, способность удерживать воду, подвижность и расслаиваемость. Чем меньше расход вяжущего при предъявляемых к смесям требованиям, тем лучше. Если смесь успела схватиться или она разморозилась, в нее категорически запрещено добавлять затворитель. Для достижения нужных свойств важно правильно готовить растворные смеси, дозировать, корректировать вещества в них. Это должны быть смесители цикличного (непрерывного типа), гравитационного (принудительного) действия. При этом допустима погрешность до 2% относительно вяжущих, затворителя, сухих добавок, до 2,5 - относительно заполнителя. Для зимних условий температура раствора должна быть равной или превышать 5 °С. Оптимальная температура воды для затворения - до 80 °С.

В зависимости от нормы подвижности выделяют несколько марок растворных смесей:

1. Пк4 - характеризуется нормой подвижности 1-4 см. Применяется в вибрированной

2. Пк8 - вилка вариаций подвижности базируется в пределах от 4 до 8 см. Актуальна для обычной бутовой (из пустотелых камней и кирпича) кладки, облицовочных работ, монтажа стен (крупноблочных, крупнопанельных).

3. Пк12 - подвижность свыше 8 и до 12 см. Используется при кладке из обычного кирпича, оштукатуривании, облицовке, заливке пустот.

Способность свежеприготовленных растворных смесей удерживать воду - также один из значимых показателей. Показателем качества в лабораторных условиях выступает отметка в 90 % в зимнее время, 95 % - в летнее. На месте производства она должна превышать 75 % водоудерживающей способности, определенной лабораторными данными. Чем больше плотность, тем выше показатель водонепроницаемости. Для заводских сухих растворных смесей приемлема влажность до 0,1% от массы.

Что касается расслаиваемости и средней плотности, то в отношении обоих показателей допускается погрешность в пределах 10 %, не выше. Если в растворную смесь добавлены воздухововлекающие добавки, относительно средней плотности показатель уменьшается до 6 % от установленного проектом.

Стандарты качества для растворов

Средняя плотность, стойкость к морозам, прочность на сжатие - основные качественные показатели растворов. Так, различают несколько марок, определяющих показатель прочности на осевое сжатие:

F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100 - марки, характеризующие показатель морозостойкости раствора, который подвергается поочередной заморозке - разморозке. Показатель морозостойкости имеет одно из первостепенных значений для бетонных, кладочных, штукатурных растворов, если речь идет о наружной штукатурке. Все марки растворов контролируются.

По плотности растворы строительные (ГОСТ 28013) подразделяют на тяжелые и легкие, вилка отклонений в показателях не может быть выше 10 % от установленной проектом. Самой тяжелой считается бетонная смесь. Она применяется при закладке фундаментов, сооружении цокольных этажей. Чем выше плотность, тем прочнее, тверже раствор.

Стандарты качества веществ, входящих в состав растворов

В качестве веществ, используемых для приготовления растворов, применяют цементное, известковое, гипсовое сырье, песок, в том числе из шлаков тепловых электростанций, Все эти составляющие, равно как и вода для строительных растворов, должны соответствовать определенным требованиям, предъявляемым как данным ГОСТ 28013, так и стандартами качества применительно к каждому компоненту.

Заполнитель

Для каждого отдельного строительного раствора в зависимости от предназначения нужен определенный заполнитель требуемой влажности. Так, для отделочных работ подойдет строительный песок с размером песчинок до 1,25 мм, для грунта - до 2,5 мм, при оштукатуривании зерна песка могут достигать 1-2 мм, при оштукатуривании отделочного слоя - не более 1,25 мм (возможны отклонения до 0,5% по массе, но в растворе не должно содержаться песка с зернами свыше 2,5 мм). Если используется песок с золой, то в массе не должно быть льда, мерзлых комков. В разогретом состоянии температура строительного песка не может превышать 60 °С. Легкие строительные растворы подразумевают смешивание вяжущего вещества с пористым песком (шунгит, вермикулит, керамзит, перлит, шлаковая пемза, аглонирит, зола-унос и другие). Декоративные растворы изготавливаются из мытых крошки горных пород с размером песчинок до 2,5 мм (гранит, мрамор, керамика, уголь, пластмасса). Цветное оштукатуривание фасадов предполагает использование 2-5-миллиметровой гранитной, стеклянной, керамической, угольной, сланцевой, пластмассовой крошки. Цветное цементно-песчаное оштукатуривание осуществляется с помощью добавления в состав раствора цветного цемента, природных или искусственных пигментов соответствующих стандартов.

Химические добавки

Приготовление строительных растворов зачастую предполагает добавление в их состав различных улучшающих химических добавок, которые препятствуют расслаиванию, способствуют достижению большей подвижности, прочности, повышению морозостойкости смеси. Это так называемые суперпластифицирующие, пластифицирующие, стабилизирующие, водоудерживающие, воздухововлекающие, ускоряющие твердение, замедляющие схватывание, противоморозные, уплотняющие, гидрофобилизирующие, бактерицидные, газообразующие комплексы. Последние четыре предназначены для использования в специальных случаях.

Необходимое количество химических добавок определяется путем замесов в лабораторных условиях. Производимые в соответствии со стандартами, они не вызывают разрушения материалов, коррозийных последствий на эксплуатирующихся строениях и зданиях. Классифицируемые по виду, марке, все они имеют условные обозначения, а также обозначения стандартных и технических условий. Так, к ускоряющим твердение добавкам можно отнести сульфат натрия (СН, ГОСТ 6318, ТУ 38-10742), к противоморозным - мочевину (карбамид) (М, ГОСТ 2081), к водоудерживающим - карбоксилметилцеллюлозу (КМЦ, ТУ 6-05-386). Полный перечень добавок указан в приложении к ГОСТ 28013. Раствор строительный цементный производят с добавлением органических (микропенообразователи) и неорганических (глина, известь, цементная пыль, зола-унос и другие) пластификаторов.

Технический контроль качества

Предприятием, которое занимается изготовлением растворных смесей, в обязательном порядке осуществляется технический контроль по дозированию необходимых компонентов и приготовлению собственно растворной смеси. Контроль проводится единожды за смену. Растворные смеси одного состава, произведенные за смену, сдаются партиями. При этом в лабораторию направляются контрольные образцы (отбираются по ГОСТ 5802) для определения всех технических характеристик.

Если потребителем заданы отличные от указанных в ГОСТ 28013 подлежит контролю по согласованию изготовителя с потребителем.

Испытание строительных растворов проводится в лабораторных условиях предприятием-изготовителем, у которого потребитель вправе затребовать контрольные образцы растворной смеси и растворов. Растворная смесь отпускается по объему, сухая растворная смесь - по массе.

Относительно характеристик растворной смеси на способность к расслаиванию и удерживанию жидкости, а раствора - на морозостойкость, осуществляется проверка при подборе или изменении состава или характеристик компонентов раствора. Далее продукция подлежит проверке каждые полгода. Если в случае проверки обнаружатся несоответствия действующему стандарту, вся партия бракуется.

Что должно содержаться в документах на товар?

В документах, служащих подтверждением качества продукции и завизированных представителем предприятия-изготовителя, отвечающим за технический контроль, должна быть прописана следующая информация:

Наименование и адрес изготовителя, точная дата и время приготовления смеси;

Марка раствора;

Вид вяжущего;

Количество, подвижность товара;

Наименование и количество химических добавок;

Указание на данный стандарт, что является гарантией соответствия готовой к употреблению продукции техническим данным.

Если использованы пористые заполнители, дополнительно фиксируется средняя плотность в высушенном состоянии. Для сухой смеси прописывается объем затворителя, дабы смесь приобрела нужную подвижность. Также документы должны содержать гарантийный срок хранения смеси в сухом виде, который исчисляется со дня приготовления до истечения полугода.

Транспортировка растворных смесей

При транспортировке растворных смесей важно исключить потерю цементного молока. Допустима перевозка продукции автотранспортом, а также в бадьях (бункерах) машинами и на железнодорожных платформах. При этом должна проверяться температура транспортируемой растворной смеси, которая фиксируется при погружении технического термометра на глубину от 5 см.

В сухом виде растворные смеси перевозят в цементовозах, контейнерах или фасованными до 40 кг (бумажная упаковка) и до 8 кг (полиэтиленовая упаковка). При этом в бумажных мешках транспортировка осуществляется на деревянных поддонах, в полиэтилене - путем укладывания мешков со смесью в специальные контейнеры. Хранение смеси в мешках допускается при температуре от 5 °С в закрытых сухих помещениях. После транспортировки растворная смесь разгружается в смеситель или иные емкости.

Сфера применения строительных растворов многообразна. Строительные бетоны и растворы на цементном вяжущем веществе в качестве конструкционного материала пользуются широкой популярностью как в частном, так и в промышленном строительстве при возведении прочных несущих основ, горизонтальных, вертикальных, наклонных строений, сооружений, перекрытий, при капитальном и текущем ремонте, реконструкциях, реставрациях.

Принято считать, что при сооружении каменных зданий расход строительных растворов достигает четверти от общего объема строения. Многие из нас когда-либо приобретали известковые, гипсовые, смешанные растворы строительные для оштукатуривания стен в квартирах или частных домовладениях (это так называемые отделочные составы). Также кому-то приходилось приобретать кладочные растворы для монтажных работ, облицовки, кладки каменной, огнеупорной. На строительном рынке сейчас можно встретить растворы строительные (ГОСТ 28013), обладающие превосходством по свойствам теплоизоляции, звукопоглощения, жаро- и огнестойкости.

Растворы представляют собой минеральные смеси, затвердевающие и прочно соединяющиеся с камнем.

В состав раствора должны входить вяжущее вещест (цемент, гипс или известь), заполнитель (гравий или песок) чистая вода.

В зависимости от назначения и применения растворньг добавок готовят следующие растворы:
- строительный, для кладки кирпича;
- штукатурный;
- гипсовый;
- цементный. Строительный раствор для кладки должен состоять из песка и извести в соотношении 3: 1 или 4: 1. В строительный раствор можно добавлять 1 или 2 лопаты цемента. Особенно это необходимо делать при возведении стен, несущих особую нагрузку. Песок и цемент в таком случае смешивают в соотношении 3:1 - 6:1.

Для приготовления штукатурного раствора можно использовать как гидравлическую известь, так и воздушную. В ее состав также входит песок. Различает штукатурный раствор для наружных работ и штукатурный раствор для внутренних работ. В первом случае гидравлическую известь и песок берут в соотношении 1: 3; воздушную известь - 1:2. Во втором случае гидравлическую известь и песок смешивают в соотношении 1: 5, а воздушную известь - 1:3.

Раствор гипсовый отличается от цементного и известкового высокой прочностью и легкостью приготовления. Для этого следует взять емкость, налить в нее воду, высыпать гипс и тщательно все перемешать, чтобы не было комков, из-за которых потом могут появиться трещины. Разводят гипс водой непосредственно перед работой с ним, потому что он может загустеть раньше времени, тогда с ним нельзя будет работать. Чтобы этого не произошло, можно в гипс подмешать немного просеянного песка (2: 1), но из-за этого прочность гипса заметно снизится.

Цементный раствор необходим для приготовления долговечной штукатурки. Для этого берут чистый цемент и воду в соотношении 1:2(1:3).

Растворные добавки необходимы для повышения качества растворов. Они значительно улучшают физико-механические свойства растворов, их цвет, морозостойкость.

При окрашивании растворов, кроме обычных добавок, можно использовать только краски ярких тонов, в которых нет примесей гипса и барита. Морозостойкость достигается благодаря добавлению в раствор хлоридов. Они позволяют работать с раствором при достаточно низких минусовых температурах.

Хлориды и другие средства защиты от воздействия низких температур применяют с максимальной осторожностью, потому что передозировка веществ, как правило, приводит к образованию подтеков.

Строительные растворы характеризуются тремя основными параметрами: плотностью, видом вяжущего вещества и своим назначением.

В зависимости от плотности (в сухом состоянии) различают тяжелые (плотностью 1500 кг/м3 и более) и легкие (плотностью менее 1500 кг/м3) растворы. Для изготовления тяжелых растворов применяют тяжелые кварцевые или другие пески; заполнителями в легких растворах служат легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и т. п. Легкие растворы получают также с помощью пенообразующих добавок (поризованные растворы).

По виду вяжущего вещества строительные растворы делят на цементные (на портландцементе или его разновидностях), известковые (на воздушной или гидравлической извести), гипсовые (на основе гипсовых вяжущих) и смешанные (на цементно-известковом, цементно-глиняном, известково-гипсовом вяжущем). Растворы, приготовленные на одном вяжущем, называют простыми, а на нескольких вяжущих - смешанными (сложными).

По назначению строительные растворы бывают кладочные (для каменной 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).

Выбор вяжущего зависит от назначения раствора, f! предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания. В качестве вяжущих применяют портландцементы, пуццолановые портландцемента, шлакопортландцементы, специальные низкомарочные цементы, известь, гипсовое вяжущее. Для экономии гидравлических вяжущих и улучшения технологических свойств строительных растворов широко применяют смешанные вяжущие. Известь в строительных растворах используют в виде известкового теста или молока. Гипс в штукатурных растворах является добавкой к извести.

Вода, применяемая для растворов, не должна содержать примесей, оказывающих вредное влияние на твердение вяжущего вещества. Для этих целей пригодна водопроводная вода.

Если раствор применяют в зимних условиях, в его Состав добавляют ускорители твердения, а также добавки, снижающие температуру замерзания воды (хлористый кальций, хлористый натрий, поташ, нитрат натрия и т. п.).

Состав строительного раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м3 раствора или относительным соотношением (по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1.

Для простых растворов, состоящих из вяжущего (цемента или извести) и не содержащих минеральных добавок, состав обозначают 1:4, то есть на 1 массовую часть цемента приходится 4 массовые части песка. Смешанные растворы, состоящие из двух вяжущих или содержащие минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:3:4 (цемент: известь: песок).

Качество растворных смесей характеризуется их удобо-укладываемостью - способностью укладываться без специального уплотнения на основание тонким слоем с заполнением всех его неровностей. Удобоукладываемость обусловливается подвижностью и водоудерживающей способностью растворных смесей.

Подвижность - способность растворной смеси растекаться под действием собственной массы. Подвижность определяют (в см) глубиной погружения в растворную смесь эталонного конуса массой 300 г с углом вершины 30° и высотой 15 см.

Чем глубже конус погружается в растворную смесь, тем большей подвижностью она обладает.

Степень подвижности смеси зависит от количества воды, от состава и свойств исходных материалов. Для повышения подвижности растворных смесей в них вводят пластифицирующие добавки, а также поверхностно-активные вещества.

Подвижность строительных растворов в зависимости от их назначения и способа укладки должна быть следующей.

Кладка стен из кирпича, бетонных камней, камней из легких горных пород- 9-13.

Кладка стен из пустотелого кирпича, керамических камней - 7-8.

Заполнение горизонтальных швов при монтаже стен из бетонных блоков и панелей; расшивка вертикальных и горизонтальных швов - 5-7.
Бутовая кладка - 4-6.

Заполнение пустот в бутовой кладке - 13-15.

Водоудерживающей способностью называют свойство раствора удерживать воду при укладке его на пористое основание. Если раствор обладает хорошей водоудерживающей способностью, частичное отсасывание воды уплотняет его в кладке, что повышает прочность раствора. Водоудержива-ющая способность зависит от соотношения составных частей растворной смеси. Она повышается при увеличении расхода цемента, замене части цемента известью, введении высокодисперсных добавок (золы, глины и др.), а также некоторых поверхностно-активных веществ.

Прочность затвердевшего раствора зависит от активности вяжущего, водоцементного отношения, длительности и условий твердения (температуры и влажности окружающей среды).

При укладке растворных смесей на пористое основание, способное интенсивно отсасывать воду, прочность затвердевания растворов значительно выше, чем тех же растворов, уложенных на плотное основание.

Прочность строительного раствора зависит от его марки, которую устанавливают по пределу прочности при сжатии после 28 сут твердения при температуре воздуха 5-25 °С Существуют следующие марки растворов: 4,10,15, 50, 75,100, 150, 200 и 300.

Морозостойкость растворов определяют числом циклов попеременного замораживания и оттаивания до потери 15% первоначальной прочности (или 5% массы). По морозостойкости растворы подразделяют на марки Мрз от 10 до 300.

Строительные растворы получают в результате затвердевания смеси вяжущего вещества, мелкого заполнителя и воды. В составе растворов нет крупного заполнителя, поэтому в сущности они представляют собой мелкозернистые бетоны. Общие закономерности, характеризующие свойства бетона, в принципе применимы и к растворам. Однако при использовании растворов надо учитывать две особенности. Во-первых, их укладывают тонкими слоями (1…2 см), не применяя механического уплотнения. Во-вторых, растворы часто наносят на пористые основания (кирпич, бетон, легкие камни и блоки из пористых горных пород), способные сильно отсасывать воду. В результате этого изменяются свойства раствора, что учитывают при назначении его состава.

Классификация и свойства растворов. Растворы подразделяют по назначению, плотности и виду вяжущего.

В зависимости от назначения растворы бывают кладочные, отделочные и специальные.

Кладочные растворы употребляют для скрепления элементов при возведении фундаментов, стен, столбов, сводов из кирпича или природного камня, а также при монтаже крупноблочных и крупнопанельных зданий.

Отделочные растворы служат для оштукатуривания поверхностей конструкций, устройства выравнивающих слоев, декоративной отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и блоков, фасадов и интерьеров зданий.

Специальные растворы - инъекционные, жаростойкие, кислотостойкие, рентгенозащитные, акустические применяют в случаях, когда к конструкциям предъявляют особые требования.

По виду вяжущего различают цементные, известковые и смешанные растворы.

К важнейшим свойствам строительного раствора относится удобоукладываемость, которая характеризует способность раствора распределяться на основании тонким однородным слоем. Элементы кладки надежно скрепляются раствором в том случае, когда смесь равномерно заполняет все неровности и шероховатости основания. Жесткий, неудобоуклады-ваемый раствор контактирует с основанием лишь частично, что снижает прочность кладки в 1,5…2 раза. При использовании неудобоукладываемых растворов резко ухудшается и сопротивляемость кладки физико-химическому воздействию окружающей среды.

Удобоукладываемость растворных смесей оценивают по показателям подвижности и водоудержива-ющей способности.

Подвижность строительного раствора определяют в лаборатории или непосредственно на строительной площадке по глубине погружения металлического стандартного конуса массой 300 г. Подвижность выбирают с учетом назначения раствора и способа производства. Например, растворы, перекачиваемые по трубопроводам, характеризуются глубиной погружения конуса до 14 см, а растворы для вибрированной бутовой кладки - всего 1…3 см.

Водоудерживающая способность отражает свойство растворной смеси удерживать в своем составе достаточное для твердения вяжущего количество воды в условиях интенсивного ее отсоса пористым основанием. Водоудерживающую способность оценивают по количеству воды, отсасываемой из пробы раствора промокательной бумагой. Раствор с хорошей водо-удерживающей способностью при укладке на пористое основание отдает излишнюю воду постепенно, становясь при этом плотнее и прочнее. Растворы с недостаточной водоудерживающей способностью могут расслаиваться. Это выражается в отделении воды и оседании наиболее тяжелого компонента - песка. Расслоение нарушает однородность смеси и, следовательно, снижает прочность раствора. Смеси, расслоившиеся при перевозке, приходится дополнительно перемешивать на месте работ.

Необходимая удобоукладываемость достигается при правильном выборе соотношения между составляющими строительного раствора и надлежащем зерновом составе песка. Пустоты в песке должны быть заполнены цементным тестом, а поверхность песчинок покрыта тонким слоем этого теста.

Для изготовления растворов используют специальный цемент (см. § 25). Поскольку его выпускают пока в небольшом количестве, приходится применять обычные цементы марок 300…400, но для экономии вяжущего вводить в раствор пластифицирующие добавки. Из неорганических пластифицирующих добавок наиболее часто употребляют известь и глину. В смесь вводят 30…200% добавок от массы цемента. Органических пластификаторов (поверхностно-активных веществ) вводят в состав растворов всего 0,03… …0,2% от массы цемента.

Таким образом, производство строительного раствора с органическими пластификаторами по сравнению с неорганическими является менее материалоем-ким. Вместе с тем поверхностно-активные вещества улучшают технические характеристики затвердевших растворов: сокращают водопоглощение и усадку, повышают морозостойкость. К наиболее распространенным органическим пластификаторам относятся гидро-фобизующие вещества: мылонафт, кубовые остатки синтетических жирных кислот, применяемые иногда в сочетании с техническими лигносульфонатами, например комплексный пластификатор «Флегматор -1». Применяют и добавки-микропенообразователи: под-мыльный щелок, отходы соапстока.

Затвердевшие строительные растворы должны обладать такими свойствами, которые гарантируют их безотказную работу в течение всего периода эксплуатации конструкции. К основным свойствам затвердевшего раствора относятся прочность и морозостойкость.

По пределу прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на следующие марки (в кгс/см2): 4; 10; 25; 50; 75; 100; 150 и 200. Растворы марок 4 и 10 изготовляют преимущественно на извести или местных вяжущих, например известково-Шлаковом или известково-пуццолановом.

Морозостойкость растворов зависит от тех Же факторов, что и морозостойкость бетонов, т. е. от свойств исходных материалов, их соотношения и особенностей сформировавшейся при твердении структуры раствора. Нормируемые марки по морозостойкости находятся в широких пределах - от F100 до F300.

Виды и составы растворов. Кладочные растворы используют в зависимости от расчетных напряжений и условий эксплуатации кладки. Кладку надземных конструкций, работающих при небольшом напряжении, рекомендуется выполнять на растворах, содержащих дешевые местные вяжущие вещества: извест-ково-шлаковое, известково-пуццолановое, известь. В растворах для кладки фундаментов при агрессивных сульфатных водах применяют сульфатостойкие цементы, для монтажа крупноблочных и крупнопанельных стен - портландцемент, шлакопортландце-мент, а также портландцемента с органическими добавками. Подвижность растворной смеси выбирают с учетом назначения раствора.

При кладке из камней правильной формы основное значение имеет не марка скрепляющего раствора, а прочность камней. Поэтому подбор состава строительного раствора не требует такой точности, как при определении состава бетона. Составы растворов назначают, используя готовые таблицы, и корректируют их по результатам испытания в строительной лаборатории.

При использовании органических пластификаторов указанные в таблице составы корректируют, уменьшая расход вяжущего. Таким образом растворы становятся более экономичными. В то же время в растворе любого состава должно содержаться такое количество вяжущего, которое позволило бы получать удобоукладываемую смесь и затвердевший раствор необходимых плотности, прочности и долговечности. Так, в цементно-известковых растворах для надземных конструкций минимальный расход вяжущего на 1 м3 песка установлен 75 кг, а в растворах для подземных конструкций - 100 кг.

При кладке растворов зимой скорость твердения замедляется. Например, в возрасте 28 сут прочность растворов, твердеющих при температуре 1 °С, вдвое меньше, чем при температуре твердения 20 °С. Поэтому зимой для каменной кладки и замоноличивания швов в сборных элементах используют раствор с маркой на одну-две ступени выше, чем летом.

В необходимых случаях при возведении каменных, крупноблочных и крупнопанельных конструкций в зимних условиях применяют растворы марок 50 и выше с противоморозными добавками (поташем, нитритом натрия, нитратом кальция с мочевиной). Температура кладочного раствора в момент укладки должна быть не менее 15 °С при температуре наружного воздуха -11…-20 °С и не менее 20 °С при температуре воздуха ниже -20 °С. Раствор для монтажных швов крупнопанельных и крупноблочных стен в момент его разравнивания должен быть на 10 °С теплее, чем для обычной кладки.

Отделочные растворы подразделяют на штукатурные и декоративные. Применение их в построечных условиях (т.е. оштукатуривание мокрым способом) допускается в виде исключения, когда обоснована невозможность использования индустриальных методов отделки поверхностей.

К штукатурным относят известковые, цементно-известковые, цементные и известково-гипсовые растворы.

Известковые растворы хорошо сцепляются с основанием и относительно мало изменяются в объеме при колебаниях температуры и влажности окружающего воздуха. Эти растворы рекомендуется применять для оштукатуривания внутренних стен, перегородок, перекрытий в помещениях с относительной влажностью воздуха меньше 60%, а также наружных стен, не подвергающихся систематическому увлажнению. Известковые растворы медленно твердеют и долго просыхают.

Цементно-известковые и цементные растворы используют для получения прочных, быстротвердею-щих и водостойких штукатурок. Их применяют при отделке цоколей, карнизов, парапетов, наружных стен и других конструкций, систематически увлажняющихся при эксплуатации.

Известково-гипсовыми растворами оштукатуривают внутренние деревянные и каменные стены, а также наружные стены в районах с устойчивым сухим климатом. Введение гипса существенно увеличивает скорость твердения и прочность сцепления известкового раствора с основанием, особенно деревянным.

Декоративные растворы и составы, как это следует из их названия, предназначены для придания определенных архитектурно-художественных качеств фасадам и интерьерам зданий. Чаще всего декоративные цветные растворы используют при заводской отделке лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков. В зависимости от вида отделки применяют декоративные растворы (известко-во-песчаные, цементно-песчаные), а также декоративные составы (полимерцементные, цементно-пер-хлорвиниловые).

Кроме прочности на сжатие и необходимого сцепления с основанием декоративные растворы должны в течение всего периода эксплуатации сохранять первоначальный цвет, текстуру и другие качества независимо от воздействия окружающей среды. Поэтому к таким растворам предъявляют дополнительные требования по морозо-, свето- и водостойкости.

Стабильность этих показателей во времени зависит в основном от свойств компонентов растворов. К вяжущим для декоративных растворов и составов, наносимых на наружные поверхности зданий, относятся белый и цветные портландцемента, полимерце-менты. Для отделки интерьеров чаще применяют известь, гипс, гипсополимерцемент, цементно-перхлор виниловое вяжущее.

Красящие добавки - это свето-, щелоче- и кисло тостойкие пигменты природного или искусственного происхождения, например оксид хрома, железный сурик, графит. Из белых пигментов наиболее употребительны известь, мраморная мука, белый портландцемент.

Заполнителями декоративных растворов служат промытые кварцевые пески либо каменная крошка, получаемая при дроблении горных пород. Используют также керамическую, стеклянную, угольную, разноцветную пластмассовую крошку с размером частиц 2…5 мм, приклеиваемую на полимерцементном составе (внешняя отделка) или водоэмульсионной краске ВА-27 (отделка интерьеров). В необходимых случаях для получения искрящихся поверхностей в состав раствора вводят слюду или дробленое стекло.

Строительные растворы изготовляют, как правило, централизованно на автоматизированных растворных заводах или узлах и оттуда доставляют на объекты в виде готовых пластичных смесей. При значительном удалении строительного объекта от завода рекомендуется использовать сухие растворные смеси, которые затворяют водой на месте производства работ. Сухие смеси должны иметь влажность не более 1% по массе; их поставляют в упаковке, исключающей возможность увлажнения.

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»:

Состав раствора по массе (вода: цемент : мелко­зернистый песок) или при марке цемента не ниже 400	Марка раствора	Применение раствора
		Для прослоек и запол­нения швов в покрытиях из штучных материалов
		Для покрытий
		Для стяжек

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»:

Марка раствора	Марка цемента	Состав по массе (цемент: песок)	Расход материала на 1 т смеси, кг
			цемент	песок

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»:

Марка растворов	Состав по массе (вода: цемент: песок: крошка) при марке цемента
	0,55: 1: 2,3: 3,9	0,57: 1: 2,8: 4,8	0,77: 1: 3,2: 5,5
		0,5: 1: 2,2: 3,8	0,6: 1: 2,6: 4,5; 0,45: 1: 2: 3,5

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»:

Материалы	Состав по массе		Составы цветного и разбеленного цементов, %
Состав, имитирующий красный гранит
Цветной цемент			Пуццолановый портланд­цемент- 75 Железный сурик - 4 Мумия светлая - 2 Мраморная пудра - 19
Крошка из красного гранита крупностью 5-6 мм
Крошка лабрадорита крупностью 5-6 мм
Состав, имитирующий серый гранит
Цемент разбавленный			Портландцемент - 80 Мраморная пудра - 20
Щебень и песок из темно-серого гранита крупностью 6-15 мм
Крошка лабрадорита крупностью 6мм

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)»:

Материалы	Составы
Жидкое натриевое стекло
Кремнефтористый натрий
Минеральный порошок (бештаунитовая, андезитовая мука)
Кислотостойкий цемент
Кирпичная пыль или измельченное стекло

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.)»:

Составляющие	Составы
Сульфатостойкий портландцемент марки 400
Глина мятая
Алюминат натрия

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.):

Составляющие	Составы
Портландцемент марки 400
Олифа натуральная
Песок мелкий (1 мм)

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

Составляющие	Составы
Битум БН-70/30
Песок мелкий
Минеральный порошок (каменная мука и другие мелкие заполнители)
Асбест 6-го или 7-го сортов

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)»:

Составляющие	Составы
Известково-битумная паста
Наполнитель: молотый известняк
портландцемент марки 400
асбест 7-го сорта
зола-унос ТЭЦ

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

1. Классификация строительных растворов

2. Свойства строительных растворов

3. Виды и применение строительных растворов

4. Подбор, приготовление и транспортирование растворов

Строительный раствор - это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания раст­ворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя (песка) и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Посвоему составу строительный раствор является мелкозернистым бетоном, и для него справедливы закономерности, присущиебетонам. Среди большого разнообразия растворов отдельные виды их имеют много общего. В основу групповой классификации положены следующие ведущие признаки: плотность, вид вяжущего вещества, назначение и физико-механические свойства растворов.

1. Классификация строительных растворов

По плотности в сухом состоянии растворы делят: на тяжелые сплотностью 1500 кг/м 3 и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески; легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м 3 , 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 архитектурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные 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 м 3 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 замоноличивания 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 использовани 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), гидролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобнопластифицирующую добавку «флегматор» и др.

Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.

2. Свойства строительных растворов.

Основными свойствами растворной смеси являются подвижность, удобоукладываемость, водоудерживающая способность, а растворов - прочность и долговечность. Растворная смесь в зависимости от состава может иметь различную консистенцию - от жесткой до литой. Строительные растворы для каменной кладки, отделки зданий и других работ изготовляют достаточно подвижными.

Подвижность растворной смеси определяют глубиной погружения в смесь металлического конуса массой 300 г с углом при вершине 30°.

Удобоукладываемость - способность легко, с минимальной затратой энергии укладываться на основание тонким, равномерным по плотности слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью основания. Растворная смесь, приготовленная на одном порт­ландцементе, часто содержит мало цементного теста и получает­ся жесткой, неудобоукладываемой. В таких случаях применяют добавки минеральных или органических поверхностно-активных пластификаторов.

Водоудерживающая способность характеризуется свойством раствора не расслаиваться при транспортировании и сохранять достаточную влажность в тонком слое на пористом основании. Растворная смесь, имеющая низкую водоудерживающую способ­ность, при транспортировании расслаивается, а при укладке на пористое основание (керамический кирпич, бетон, дерево,) быстро отдает ему воду. Степень обезвоживания раствора может оказаться столь значительной, что воды будет недостаточно для твердения раствора и он не достигнет необходимой прочности. Повышают водоудерживающую способность минеральные и орга­нические пластификаторы.

Прочность затвердевшего раствора зависит от активности вяжущего вещества и величины цементно-водного отношения. Прочность (Па) растворов на портландцементе определяют по формуле проф. Н. А. Попова:

Rр=0,25R ц (Ц/В-0,4),

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

Приведенная формула верна для растворов, уложенных на плотное основание; при пористом основании, которое отсасывает из раствора воду и уплотняет этим раствор, прочность увеличи­вается примерно в 1,5 раза.

Прочность (Па) растворов зависит также от расхода цемента и качества песка:

Rр=kR ц (Ц -0,05)+4,

где k - коэффициент, для мелкого песка k= 1,4, для средне­го k = 1,8 и для крупного k = 2,2; Ц - расход цемента, т/м 3 песка.

Прочность смешанных растворов зависит также от вводимых в них тонкомолотых добавок. Каждый состав цементного раство­ра имеет свое оптимальное значение добавки, при которой смесь обладает наилучшей удобоукладываемостью и дает раствор наибольшей прочности.

Прочность раствора характеризуется, как отмечалось, маркой. Марка раствора обозначается по пределу прочности при сжатии образцов размером 70,7X70,7X70,7 мм, изготовленных из рабочей растворной смеси на водоотсасывающем основании после 28-суточного твердения их при температуре 15...25°С. Средняя относительная прочность цементных растворов (в том числе смешанных), твердеющих в условиях нормального влажностного режима при температуре 15...25°С в возрасте 3 суток, составляет 0,25 от марочной 28-суточной прочности, в возрасте 7 суток - 0,5; 14 сут - 0,75; 60 сут - 1,2 и в 90 суточном возрасте - 1,3. Если твердение цементных и смешанных растворов происходит при температуре, отличной от 15°С, то относительную прочность этих растворов принимают по специальным таблицам.

3. Виды и применение строительных растворов.

Растворы для каменной кладки.Составы кладочных растворов и вид исходного вяжущего зависят от характера конструкций и условий их эксплуатации.Строительные кладочные растворы изготовляют трех видов: Цементные, цементно-известковые и известковые.

· Цементные растворы применяют для подземной кладки и кладки ниже гидроизоляционного слоя, когда грунт насыщен водой, т. е. в тех случаях, когда необходимо получить раствор высокой прочности и водостойкости.

· Цементно-известковые растворы представляют собой смесь цемента, известкового теста, песка и воды. Эти растворы обладают хорошей удобоукладываемостью, высокой прочностью и морозостойкостью.Цементно-известковые растворы применяют для возведения подземных и надземных частей зданий.

· Известковые растворы обладают высокой пластичностью и удобоукладываемостью, хорошо сцепляются с поверхностью, имеют малую усадку. Они отличаются довольно высокой долговечностью, но являются медленнотвердеющими. Известковые растворы применяют для конструкций, работающих в надземных частях зданий, испытывающих небольшое напряжение.

Отделочные растворы.

Различают отделочные растворы - обычные и декоративные.

· Отделочные растворы приготовляют на цементах, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых вяжущих. В зависимости от области применения отделочные растворы делят на растворы для наружных и внутренних штукатурок. Составы отделочных растворов устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации. Эти растворы должны обладать необх­одимой степенью подвижности, иметь хорошее сцепление с основанием и мало изменяться в объеме при твердении, чтобы не вызывать образования трещин штукатурки.

По виду вяжущего вещества 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 архитектурных деталей, нанесения декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные , обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т. д.).

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 м 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 часть вяжущего приходится 6 частей 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 – 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 придания монолитной структуры стыкам 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 удобной для укладки растворной смеси при использовании портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести повышает водоудерживающую способность растворов, улучшает удобство укладки 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, их вводят в растворы в количестве, равном десятым и сотым долям процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку, гидролизированную боенскую кровь, 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.

Растворы для каменной кладки

Составы кладочных растворов и вид исходного вяжущего зависят от характера конструкций и условий их эксплуатации. Растворы для каменных кладок и для кладки крупных элементов стен и их монтажа приготовляют на вяжущих следующих видов: на портландцементе и шлакопортландцементе – для монтажа стен из панелей и крупных бетонных и кирпичных блоков, для изготовления виброкирпичных панелей и крупных блоков, для обычной кладки на растворах высоких марок, а также для кладки, выполняемой способом замораживания; на основе извести, если не требуются растворы высоких марок, и местных вяжущих (известково-шлаковых и известково-пуццолановых) – для малоэтажного строительства. Растворы на местных вяжущих не следует применять при температуре ниже 10 °C; на пуццолановом и сульфатостойком портландцементе применяют для конструкций, работающих в условиях воздействия агрессивных и сточных вод.

Строительные кладочные растворы подразделяются на три вида: цементные, цементно-известковые и известковые.

Цементные растворы применяют для подземной кладки и кладки ниже гидроизоляционного слоя, когда грунт насыщен водой, т. е. в тех случаях, когда необходимо получить раствор высокой прочности и водостойкости.

Цементно-известковые растворы представляют собой смесь цемента, известкового теста, песка и воды. Эти растворы удобны для укладки, обладают высокой прочностью и морозостойкостью. Цементно-известковые растворы применяют для возведения подземных и надземных частей зданий.

Известковые растворы обладают высокой пластичностью и удобством укладки, хорошо сцепляются с поверхностью, имеют малую усадку. Они достаточно долговечны, но являются медленнотвердеющими. Известковые растворы применяют для конструкций, работающих в надземных частях зданий, испытывающих небольшое напряжение. Состав известковых растворов зависит от качества применяемой извести.

Подвижность кладочных растворов определяют в зависимости от их назначения и способа укладки в следующих пределах: для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из бетонных и виброкирпичных панелей и для расшивки вертикальных и горизонтальных швов – 5–7 см; для изготовления крупных блоков из кирпича, заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из бетонных блоков, блоков из кирпича, бетонных камней и камней из легких пород (туфы и др.) – 9-13 см; для бутовой кладки – 4–6 см, а для заливки пустот в ней – 13–15 см.

Расход цемента на 1 м песка при подборе состава раствора устанавливают в зависимости от требуемой долговечности и условий эксплуатации 75 кг в цементно-известковых растворах. Для надземной кладки с относительной влажностью воздуха помещений свыше 60 % и кладки фундаментов во влажных грунтах расход цемента в цементно-известковых растворах должен составлять не менее 100 кг. Указанные расходы цемента относятся к песку в рыхло-насыщенном состоянии при естественной влажности 1–3 %.

Как уже говорилось ранее, для получения растворов необходимой подвижности и водоудерживающей способности в их состав вводят неорганические или органические пластификаторы. Применение добавок при кладке ниже наивысшего уровня грунтовых вод не допускается. Для каменной кладки наружных стен используют цементно-известковые растворы марок: для зданий при относительной влажности воздуха помещений 60 % и менее – не ниже М10; при повышении влажности до 75 % марка раствора должна быть не менее М25, а при влажности 75 % и более – не менее М50.

Для подземной каменной кладки и кладки цоколей ниже гидроизоляционного слоя используют цементные и цементно-известковые растворы марок не ниже М25-50. При армированной кладке стен марка растворов по прочности должна быть: в сухих условиях эксплуатации (относительная влажность воздуха помещений до 60 %) – не менее М25, а во влажных (относительная влажность воздуха помещений выше 60 %) – не менее М50. Для кладки столбов, простенков, карнизов, перемычек, сводов и других частей зданий применяют растворы марок М25-50. Для заполнения горизонтальных швов при монтаже стен из панелей используют растворы не ниже М100 для панелей из тяжелого бетона и не ниже М50 для панелей из легкого бетона. При кладке стен из панелей, крупных блоков и обычной каменной кладки в зимних условиях марка раствора по прочности применяется в зависимости от температуры наружного воздуха и с учетом несущей способности конструкции. В растворы, использующиеся при монтаже стен из бетонных и виброкирпичных панелей и крупных блоков в зимних условиях, широко применяют химические добавки, понижающие температуру замерзания раствора и ускоряющие набор его прочности, вводят поташ в количестве 10–15 % от массы воды затворения, нитрит натрия 5-10 % и др.

Отделочные растворы

Различают отделочные растворы – обычные и декоративные. Обычные отделочные растворы приготовляют на цементах, цементно-известковых, известковых, известково-гипсовых вяжущих. В зависимости от области применения отделочные растворы делят на растворы для наружных и внутренних штукатурок. Составы отделочных растворов устанавливают с учетом их назначения и условий эксплуатации. Эти растворы должны обладать необходимой степенью подвижности, иметь хорошее сцепление с основанием и мало изменяться в объеме при твердении, чтобы не вызывать образования трещин штукатурки.

Подвижность отделочных растворов и предельная крупность применяемого песка для каждого слоя штукатурки различны. Подвижность раствора для подготовительного слоя при механизированном нанесении составляет 6-10 см, а при ручном нанесении – 8-

12 см. Наибольшая крупность песка при этом не должна превышать 2,5 мм. Отделочные слои растворов, содержащих гипс, должны иметь большую подвижность (9-12 см), чем растворы без гипса (7–8 см). Для регулирования сроков схватывания в гипсовые растворы вводят замедлители твердения. Для отделочного слоя применяют мелкие пески крупностью не более 1,2 мм. Для увеличения подвижности штукатурных растворов вводят органические пластификаторы.

Для наружных штукатурок каменных и монолитных бетонных стен зданий с относительной влажностью воздуха помещений до 60 % применяют цементно-известковые растворы, а для деревянных и гипсовых поверхностей в районах с устойчиво сухим климатом – известково-гипсовые растворы. Для наружной штукатурки цоколей, поясков, карнизов и других участков стен, подвергающихся систематическому увлажнению, используют цементные и цементно-известковые растворы на портландцементах. Для внутренней штукатурки стен и перекрытий здания при относительной влажности воздуха помещений до 60 % применяют известковые, гипсовые, известково-гипсовые и цементно-известковые растворы.

Декоративные цветные растворы используют для заводской отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных блоков, для отделки фасадов зданий и элементов городского благоустройства, а также для штукатурок внутри общественных зданий. Декоративные растворы, применяемые для отделки железобетонных панелей, должны иметь марку не менее М150, а для отделки панелей из легких бетонов и для штукатурки фасадов зданий – не менее М50. Марка отделочных растворов по морозостойкости должна быть не менее F35; водопоглощение растворов с заполнителями из кварцевого песка – не более 8 %, а растворов с заполнителями из пород с пределом прочности ниже 40 МПа – не более 12 %.

Для приготовления декоративных растворов в качестве вяжущих применяют: портландцементы (обычный, белый и цветной) – для отделки слоистых железобетонных панелей и панелей из бетонов на легких пористых заполнителях; известь или портландцемент (обычный, белый и цветной) – для лицевой отделки панелей из силикатного бетона и для цветных штукатурок фасадов зданий; известь и гипс – для цветных штукатурок внутри зданий.

В качестве заполнителей для цветных декоративных растворов используют промытый кварцевый песок и песок, получаемый дроблением гранита, мрамора, доломита, туфа, известняка и других белых или цветных горных пород. Для придания отделочному слою блеска в состав раствора вводят до 1 % слюды или до 10 % дробленого стекла. В качестве красителей применяют стойкие к действию щелочей и света природные и искусственные пигменты (охру, сурик железный, мумию, оксид хрома, ультрамарин и др.).

Подбор состава декоративного раствора производят опытным путем. Подвижность декоративных растворов аналогична подвижности растворов для обычной штукатурки. Подвижность декоративных растворов для отделки панелей и крупных блоков устанавливают техническими условиями на изготовление этих изделий. Подвижность, водоудерживающая способность и атмосферостой-кость декоративных цветных растворов могут быть повышены введением гидрофобизующих добавок (мылонафта) или пластифицирующей добавки СДБ. Иногда применяют сухие растворные смеси, которые на месте работ затворяют водой.

Специальные растворы

К специальным относятся растворы для заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций, инъекционные растворы, растворы для полов, гидроизоляционные, тампонажные, акустические и рентгенозащитные.

Растворы для заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций готовят на портландцементе и кварцевом песке подвижностью 7–8 см. Растворы, воспринимающие расчетную нагрузку, должны иметь марку, равную прочности бетона соединяемых конструкций, а растворы, не воспринимающие расчетную нагрузку, – марку не менее Ml00. В тех случаях, когда в швах имеется арматура или закладные детали, растворы не должны содержать добавок, вызывающих коррозию металла, в частности хлористого кальция.

Инъекционные растворы представляют собой цементно-песчаные растворы или цементное тесто, применяемое для заполнения каналов предварительно напряженных конструкций. К инъекционным растворам предъявляются повышенные требования по прочности (не менее М300), водоудерживающей способности и морозостойкости. Для уменьшения вязкости раствора используют добавки СДБ или мылонафта в количестве до 0,2 % от массы цемента. Для инъекционных растворов применяют цемент марок М400 и выше.

Гидроизоляционные растворы готовят на цементах повышенных марок (М400 и выше) и кварцевом или искусственно полученном песке из плотных горных пород. Для устройства гидроизоляционного слоя, подвергающегося воздействию агрессивных вод, в качестве вяжущих для раствора применяют сульфатостойкий портландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Ориентировочный состав растворов для гидроизоляционной штукатурки – 1:2,5 или 1:3,5. Для заделки трещин и каверн в бетоне и для устройства штукатурки по бетону или каменной кладке путем торкретирования или обычным способом используют цементные растворы с добавками полимеров или битумных эмульсий. При необходимости обеспечить водонепроницаемость швов и стыков в сооружении применяют гидроизоляционные растворы, приготовленные на водонепроницаемом расширяющемся цементе.

Тампонажные растворы применяют для тампонирования нефтяных скважин. Они должны обладать высокими однородностью, водостойкостью, подвижностью; сроками схватывания, соответствующими условиями нагнетания раствора в скважину; достаточной водоотдачей под давлением с образованием в трещинах и пустотах горных пород плотных водонепроницаемых тампонов; прочностью, противостоящей напору подземных вод, стойкостью в агрессивной среде. В качестве вяжущих для тампонажных растворов применяют портландцемент, при агрессивных водах – шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и сульфатостойкий портландцемент, а при наличии напорных вод – тампонажный портландцемент. Состав тампонажных растворов назначают в зависимости от гидрогеологических условий, типа крепи и способа ведения тампонажных работ. При проходке горных выработок с замораживанием и креплением бетоном используют цементно-песчано-суглинистые растворы с добавкой до 5 % хлористого кальция.

Акустические растворы применяют в качестве звукопоглощающей штукатурки для снижения уровня шумов. Их плотность – 600-1200 кг/м. В качестве вяжущих используют портландцемент, шлакопортладцемент, известь, гипс или их смеси и каустический магнезит. Заполнителями служат однофракционные пески крупностью 3–5 мм из легких пористых материалов: пемзы, шлаков, керамзита и др. Количество вяжущего и зерновой состав заполнителя в акустических растворах должны обеспечивать открытую незамкнутую пористость раствора.

Рентгенозащитные растворы предназначены для штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов. В качестве вяжущих используют портландцемент и шлакопортландцемент, а в качестве заполнителей – барит и другие тяжелые породы в виде песка крупностью до 1,25 мм и пыли. Для улучшения защитных свойств в рентгенозащитные растворные смеси вводят добавки, содержащие легкие элементы: водород, литий, кадмий и борсодержащие вещества.