СМ 2013

231

и водоудерживающей способностью. Подвижность растворной смеси выбирается в зависимости от способа ее нанесения на поверхность. Для подготовительного слоя при механизированном нанесении глубина погружения конуса должна быть равна 6-10 см, при ручном – 8-12 см (марка по подвижности Пк3).

Для наружных штукатурок применяют цементные и цементно-извест­ ковые растворы, для внутренних – известковые, гипсовые, известковогипсовые и цементно-известковые.

Растворы на гидравлических вяжущих следует защищать от быстрого высыхания. Ориентировочный состав известково-песчаных растворов от 1 : 2 до 1 : 3, цементно-известково-песчаных – от 1 : 0,5 : 5 до 1 : 1 : 6 по объему, в зависимости от назначения.

Легкие (теплые) растворы со средней плотностью до 1500 кг/м³ получают, применяя легкие заполнители, например шлаковый песок, золу, вермикулит, перлит. Приблизительный состав цементно-шлакового раствора 1 : 4, известково-шлакового – 1 : 2 и 1 : 3 по объему.

При производстве работ в зимнее время используют негашеную молотую известь-кипелку, характеризующуюся высокой интенсивностью тепловыделения, и вводят добавки, понижающие температуру замерзания раствора – CaCl , K CO и др.

Специальные растворы

Декоративные растворы используются для отделки лицевых поверхностей крупных блоков и панелей, оштукатуривания фасадов и внутренних частей здания.

Вяжущие в декоративных растворах – белый и цветные портландцементы, известь и гипс (последние – для внутренних работ). Заполнителями являются промытый кварцевый песок и искусственные пески , полученные дроблением белых или цветных горных пород – гранита, мрамора, доломита, туфа и др. Для блеска иногда вводят до 1 % слюды или до 10 % дробленого стекла.

Разновидностью отделки штукатурными растворами является сграффито – способ декоративной отделки стен и фасадов зданий. Окрашенные

вразличный цвет растворные смеси наносят на поверхность последовательно в несколько слоев. После окончания схватывания и начального твердения верхний слой процарапывается до обнажения нижнего слоя (слоев), отличающегося по цвету от верхнего.

Искусственный (оселковый) мрамор получают на основе гипсовых и ангидритовых вяжущих. Для того, чтобы повторить текстуру природного мрамора, вяжущие, предварительно смешанные с пигментом, наносят

вдва и более слоев с последующим кратковременным перемешиванием стеклянной или деревянной лопаткой. Полученный слой увлажняют, и по

232 Глава 7.  Строительные растворы, сухие смеси…

окончании схватывания и твердения шлифуют и обрабатывают воском или парафином.

Фреска – живопись водными красками по свежему известковому раствору. При карбонизации на поверхности образуется прозрачная пленка кристаллического карбоната кальция, которая защищает роспись от разрушения. Фреска является основной техникой стенных росписей (приложение, рис. А.55).

Каменные штукатурки имитируют фактуру естественного камня – гранита, мрамора, известняка, туфа. В качестве заполнителя применяется крошка из известняка, мрамора и других декоративных пород. Каменные штукатурки после затвердевания обрабатываются ударным инструментом с отделкой под различные фактуры – «под шубу», под штриховку и др.

Некоторые разновидности декоративных штукатурок приведены в приложении, рис. А.55-А.57.

Растворы, применяемые для отделки железобетонных панелей из тяжелого бетона, должны иметь марку не ниже 150 (класс В12,5), а для отделки легкобетонных панелей – не ниже марки 50. Марка растворов для наружной отделки по морозостойкости должна быть не ниже F35. Водопоглощение растворов на плотных заполнителях не должно превышать 8 %, а на пористых 12 %.

Растворы для заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций приготавливают на портландцементе и кварцевом песке. Подвижность растворных смесей должна находиться в пределах от 7 до 8 см (Пк3). Растворы, применяемые для заполнения швов, воспринимающих расчетную нагрузку, должны иметь прочность, равную классу по прочности соединяемых конструкций. Растворы, применяемые для заполнения швов, не воспринимающих расчетную нагрузку, должны иметь марку не ниже 100 (класс В7,5 и выше).

Инъекционные растворы, используется для заполнения каналов, в которых располагается арматура предварительно напряженных конструкций. К этим растворам предъявляются повышенные требования по прочности (марка не ниже 300), водоудерживающей способности и морозостойкости. Для повышения удобоукладываемости в растворные смеси вводят добавки – пластификаторы и суперпластификаторы. Применяют портландцемент марки не ниже 400, расход цемента в инъекционных растворах составляет 1100-1400 кг/м³.

Гидроизоляционные растворы предназначены для защиты строительных конструкций от увлажнения. Эти растворы приготавливают на цементах высоких марок (400 и выше) и кварцевом песке или песке, полученном дроблением прочных горных пород. Для устройства гидроизоляционного слоя, подвергающегося воздействию агрессивных вод, используются растворы на сульфатостойком портландцементе. Ориентировочный состав растворов для гидроизоляционной штукатурки 1 : 2 или 1 : 3,5

233

(цемент  :  песок по массе). Для заделки трещин и каверн в бетоне, а также для устройства­ штукатурки по бетону или каменной кладке путем торкретирования или обычным способом используются цементные растворы с добавкой алюмината натрия, полимеров или битумных эмульсий. Если необходимо обеспечить водонепроницаемость швов и стыков в сооружениях, применяют гидроизоляционные растворы, приготовленные на безусадочном и расширяющихся цементах.

Акустические растворы имеют среднюю плотность в пределах от 600 до 1200 кг/м³, используются для звукопоглощающих штукатурок с целью снижения уровня шума в помещениях. В них применяются портландцемент, известь, гипс и каустический магнезит; заполнители – монофракционные пески с наибольшей крупностью зерен от 3 до 5 мм из легких пористых материалов – пемзы, перлита, керамзита, шлаков. Расход вяжущего и зерновой состав заполнителя в акустических растворах выбираются так, чтобы обеспечить значительный объем открытых пор, предназначенных для поглощения энергии звуковых колебаний.

Рентгенозащитные растворы – это тяжелые растворы со средней плотностью более 2200 кг/м³, применяемые для штукатурки стен и потолков рентгеновских кабинетов. Вяжущие в этих растворах – портландцемент и шлакопортландцемент, заполнители – барит и другие тяжелые материалы в виде песка с наибольшей крупностью зерен до 1,25 мм и пыли. Для улучшения защитных свойств в растворные смеси вводят компоненты, содержащие легкие элементы: водород, литий, кадмий и бор.

Жаростойкие и огнезащитные растворы и штукатурки обеспечивают защиту металлических и железобетонных конструкций от воздействия высоких температур. Состав жаростойких растворов может быть аналогичен составу жаростойких бетонов (без крупного заполнителя). В качестве вяжущего применяются натриевое жидкое стекло, глиноземистый цемент, портландцемент с добавкой шамотного порошка или огнеупорной глины. Легкие жаростойкие растворы получают на заполнителях, выдерживающих действие высоких температур (700-1000) °С, – дробленом керамзите, перлите, вермикулите, вулканическом туфе. Толщина слоя изменяется в пределах от 15 до 65 мм. К числу эффективных относятся растворы на гипсовых вяжущих веществах.

7.2.  Сухие строительные смеси

Сухие строительные смеси (ССС) – смеси твердых сухих компонентов, которые затворяются водой на месте производства работ. По сравнению со строительными смесями, готовыми к переработке, ССС имеют сущест­ венные преимущества, которые определили их широкое применение в строительстве.

234 Глава 7.  Строительные растворы, сухие смеси…

Сухие строительные смеси содержат все необходимые компоненты, в зависимости от их назначения, в том числе различные функциональные (модифицирующие) добавки.

Применение ССС позволяет существенно повысить производительность труда и качество строительных работ при использованиии высококачественных материалов, повышении точности дозирования, расширении номенклатуры смесей.

Сухие смеси затворяются водой на строительном объекте в количестве, необходимом для выполнения требуемого объема работ. Это исключает необходимость увязки продолжительности переработки смеси с графиком производства работ, что позволяет сократить потери смесей.

Классификация сухих строительных смесей

По ГОСТ 31189 сухие строительные смеси подразделяются в зависимости от их состава и назначения в строительстве.

Взависимости от применяемого вяжущего различают цементные, гипсовые, известковые, полимерные и сложные сухие смеси.

По наибольшей крупности (размеру) заполнителя выпускаются сухие смеси бетонные, растворные и не содержащие заполнителей (дисперсные).

Взависимости от области применения различают следующие разновидности сухих смесей:

1.Выравнивающие смеси – штукатурные и шпатлевочные. Выпускаются сухие смеси для приготовления штукатурных растворов различного назначения – легких (со средней плотностью менее 1500 г/м³), декоративных и специальных – акустических, рентгенозащитных и др. Штукатурные смеси содержат мелкий заполнитель, шпатлёвочные – наполнители.

2.Облицовочные смеси для выравнивания швов между сборными

элементами и клеевые, которые применяются при монтаже сборных элементов (плит, листов, блоков) и производстве отделочных работ – облицовке керамическими плитками.

3.Напольные смеси – несущие и выравнивающие. Несущие смеси предназначены для устройства основания под напольные покрытия (керамическая плитка, линолеум, паркет). Выравнивающие смеси используются для выравнивания основания перед укладкой напольного покрытия, они содержат суперпластификатор и приготавливаются на быстротвердеющих вяжущих.

4.Ремонтные смеси – поверхностные и инъекционные. Пред­

назначены соответственно для восстановления формы и размеров конст­ рукции при ремонте и для заполнения дефектов.

235

5. Защитные смеси используются для защиты стальной арматуры от коррозии (ингибирующие), предупреждения образования высолов на поверхности (санирующие), биологической защиты (биоцидные), для огнезащитных покрытий (огнезащитные), для защиты бетонов и строительных растворов от коррозии в агрессивных средах (коррозионно-за- щитные) и др.

Материалы, применяемые при производстве ССС

При приготовлении сухих растворных смесей на минеральных и органических вяжущих используется мелкий заполнитель – песок кварцевый, известняковый, доломитовый, а также искусственные мелкие заполнители – гранитная, мраморная крошка и др.

Общие требования к мелкому заполнителю приведены в главах «Бетоны» и «Строительные растворы». Максимальный размер зерна регламентируется в зависимости от толщины отделочного слоя. В отличие от смесей, готовых к переработке, ССС содержат комплекс функциональных (модифицирующих) добавок, которые изменяют их технологические свойства на всех стадиях переработки – транспортировки, хранения, проведения отделочных работ.

По назначению и характеру влияния на свойства ССС добавки можно разделить на несколько групп:

1.Ускоряющие процессы гидратации, схватывания и твердения.

2.Замедляющие процессы гидратации и твердения.

3.Повышающие удобоукладываемость смесей.

4.Повышающие водоудерживающую способность смесей.

5.Повышающие адгезию и прочность камня (полимерные).

6.Воздухововлекающие.

7.Понижающие расход вяжущего (наполнители).

8.Повышающие водостойкость изделий.

9.Препятствующие биохимической коррозии.

Добавки, ускоряющие процессы гидратации, схватывания и твердения.

Выбор добавки определяется типом вяжущего вещества.

В ССС на основе портландцемента и его разновидностей вводят CaCl , K CO и другие ускорители. Применяется быстротвердеющий глиноземистый цемент.

Гипсовые вяжущие быстро схватываются и твердеют, поэтому ускорители применяются редко. Ускорителями являются сильные электролиты – NaCl, K SO , Na SO , Al (SO ) , FeSO и другие. Расход изменяется в пределах 0,1-0,3 % массы вяжущего. Используется также измельчённый гипсовый камень (1-2 % массы вяжущего).

236 Глава 7.  Строительные растворы, сухие смеси…

Добавки, замедляющие процессы гидратации, схватывания и твердения.

В зависимости от типа использованного вяжущего в растворные смеси вводят клеи, эфиры целлюлозы, крахмал, сахар, органические кислоты – виннокаменную, лимонную; белки – альбумин и желатин. Замедлителями схватывания гипсовых вяжущих являются также ортофосфорная кислота и фосфаты, CaCl , MgCl , гидратная известь. Содержание добавок изменяется от 0,05 до 5 % в зависимости от состава и назначения сухих строительных смесей.

Повышающие удобоукладываемость смесей (реологические добавки – пластификаторы и суперпластификаторы)

Добавки повышают пластичность (удобоукладываемость) смесей либо позволяют понизить В/Т при требуемой удобоукладываемости, а это, в свою очередь, приводит к понижению влажности сформованных изделий или отделочного покрытия и затрат энергии на сушку. Пластификаторы содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные адсорбироваться на поверхности раздела фаз и понижать поверхностное натяжение. Молекулы ПАВ состоят из неполярного углеводородного радикала и полярной группы. На поверхности раздела фаз ПАВ образует мономолекулярный слой.

Пластификаторы – технический лигносульфат (ЛСТ), расход – 0,10- 0,30 % массы вяжущего. Воздухововлекающие добавки, содержащие ПАВ, также являются пластификаторами, расход – 0,05-0,30 % массы вяжущего.

Суперпластификаторы и гиперпластификаторы называют также водопонизителями, так как они снижают В/Т на 20 % и более. Это линейные полимеры с сульфатными группами относятся к группе анионоактивных ПАВ. Распространенными отечественными суперпластификаторами являются С-3 и НИЛ-20, за рубежом – Peramin, Bevaloid, Helment и др. Суперпластификаторы затрудняют коагуляцию мелких частиц и образование агрегатов, поэтому понижается содержание иммобилизованной воды, находящейся в агрегатах, что обеспечивает повышение удобоукладываемости. Процессы гидратации в присутствии суперпластификаторов замедляются. Сухие суперпластификаторы (например, С-3) широко применяются в сухих смесях различного назначения.

Повышающие водоудерживающую способность смесей

Водоудерживающая способность формовочных смесей характеризует способность смесей удерживать воду при контакте с пористым водопоглощающим основанием – бетоном, кирпичом и др.

237

Водоудерживающую способность характеризуют содержанием воды, оставшейся в смеси после ее контакта с основанием, впитывающим влагу, в процентах от количества­ воды затворения. Поглощение воды понижает удобоукладываемость смесей и может привести к прекращению процессов гидратации, что отрицательно сказывается на прочности. Повышение водоудерживающей способности может быть обусловлено физической и химической сорбцией воды поверхностью добавки, а также образованием аквакомплексов, что ограничивает подвижность молекул воды.

Применяются минеральные и органические добавки.

Минеральные добавки – высокодисперсные порошки с высокой удельной поверхностью – гидратная известь и глина.

Органические вещества – преимущественно модифицированные эфиры целлюлозы, повышающие водоудерживающую способность смесей до 97-98 %; получают химической переработкой древесной целлюлозы. Основные свойства определяются степенью замещения групп ОН в молекуле, степенью полимеризации, тонкостью помола и типом модификации. Хорошо растворяются в холодной воде (до 60 °С). Широкое применение эфиров целлюлозы и, в частности, метилцеллюлозы в сухих смесях объясняется тем, что они незначительно влияют на скорость процессов гидратации и твердения вяжущих веществ, хорошо сочетаются с другими добавками-замедлителями, пластификаторами. Производятся различными зарубежными фирмами, под разными названиями – тилоза, кульминал, валосель, меносел, бармокол, мецелоза. Расход добавки зависит от состава и назначения смеси и обычно не превышает 1 % массы. Водоудерживающую способность формовочных смесей можно повысить введением в них органических клеев (столярного, казеинового) и других технических продуктов переработки природного белка (альбумин, эфиры крахмала и другие). Однако по характеру влияния на водоудерживающую способность смеси эти добавки уступают метилцеллюлозе. Кроме того, некоторые из названных добавок являются замедлителями процессов гидратации и твердения вяжущих веществ, в том числе гипсовых.

Воздухововлекающие (пенообразователи)

Являются поверхностно-активными веществами (ПАВ) – абиетат натрия, сульфонол, смола нейтрализованная воздухововлекающая (СНВ), продукты переработки нефти, синтетические моющие средства. При приготовлении формовочных смесей ПАВ образует систему замкнутых пузырьков, заполненных воздухом, что позволяет понизить среднюю плотность искусственного камня. Воздухововлекающие добавки являются также пластификаторами и замедлителями процессов гидратации и твер-

238 Глава 7.  Строительные растворы, сухие смеси…

дения. Расход добавки обычно изменяется в пределах от 0,05 до 0,30 % массы вяжущего. При этом количество образующихся пузырьков зависит также от режима перемешивания – частоты вращения смесителя и продолжительности процесса.

Понижающие расход вяжущего (наполнители и заполнители)

Для уменьшения расхода вяжущего и деформаций в смеси при твердении вводят добавки, полученные из горных пород, промышленных отходов или синтетические. Применяются сравнительно светлые горные породы, невысокой твердости – известняки, доломиты, мрамор. Дисперсность добавок определяется назначением смеси и толщиной слоя или изделия. Клеевые и шпатлевочные смеси могут содержать добавки с удельной поверхностью 2000-4000 см²/г, растворные смеси – заполнитель (песок) с максимальным размером зерна 0,63 и 0,315 мм, в зависимости от толщины слоя.

Повышающие водостойкость изделий

Используются в ССС на воздушных вяжущих. Например, гипсовые материалы и изделия относятся к числу неводостойких, коэффициент размягчения смеси изменяется в пределах от 0,30 до 0,50. Это обусловлено высокой интегральной пористостью и сравнительно высокой растворимостью гипса в воде.

Повышение водостойкости изделий может быть обеспечено применением смешанных вяжущих – гипсоизвестковых, гипсоцементно-пуц- цолановых, гипсошлаковых и др. Водостойкость изделий можно повысить введением в ССС горного воска, парафина и стеарина в виде гранул. Расход добавок – 1,5-5,5 % массы смеси.

Распространенным способом повышения водостойкости гипсовых изделий является применение растворимых в воде и нерастворимых кремнийорганических полимеров – полисилоксанов: полиэтилгидросилоксана, ГКЖ, кремнийорганической жидкости (КЖ–6) и их аналогов зарубежного производства. Следует иметь в виду, что и в этом случае гипсовые изделия состоят преимущественно из неводостойких, растворяющихся в воде веществ. При длительной эксплуатации изделий за счет массообмена с окружающей средой краевой угол смачивания может изменяться, а эффект гидрофобизации исчезать. В этих условиях необходимо проводить повторную обработку изделий.

Повышающие адгезию к основанию и прочность искусственного камня

С этой целью применяются полимерные добавки, сополимеры винилацетата, этилена, стирола, полиакрилаты. Распространенной добавкой является ПВА, применяемая в виде сухого порошка или эмульсии. Возможно также использование поливинилового спирта (ПВС).

239

Препятствующие биохимической коррозии (антисептики)

Применяются фторид натрия, кремнефторид натрия, динитрофенолят натрия, бура, ортоборная кислота и др. Возможно также применение других добавок в смесях специального назначения.

Технические свойства ССС

Необходимо отметить, что технические свойства сухих строительных смесей изменяются при длительном хранении. При этом необходимо проводить контрольные испытания смесей по действующим стандартам или техническим условиям предприятий-изготовителей. Нормативная продолжительность хранения смеси обычно не превышает 6 мес.

Состав сухой строительной смеси определяется опытным путём в зависимости от назначения смеси и ее строительно-технических свойств. Технические свойства смесей подразделяют на три группы:

1.Свойства собственно сухой смеси как порошка (дисперсность, цвет, плотность, насыпная плотность, влажность, гигроскопичность, воздухостойкость, наибольшая крупность заполнителя – для растворных смесей).

2.Технологические свойства смеси после затворения водой (водопотребность, средняя плотность, подвижность, сроки схватывания или живучесть, водоудерживающая способность, расслаиваемость, содержание воздуха.

3.Строительно-технические свойства затвердевшей смеси – раствора, бетона, цементного камня (средняя плотность, скорость процессов твердения, прочность при сжатии, изгибе, прочность сцепления с основанием, пористость, деформационная способность, водостойкость, химическая стойкость, морозостойкость, водонепроницаемость, истираемость, деформации усадки, модуль упругости, теплопроводность, паропроницаемость и др.).

Производство сухих смесей

Включает операции подготовки компонентов сухих смесей, дозирования, смешивания и упаковки.

Влажность мелкого заполнителя, используемого для приготовления сухих смесей, может достигать 8 %, поэтому песок предварительно просеивают (удаляют крупные фракции) и высушивают.

При приготовлении смеси применяют весовые дозаторы и скоростные смесители. Смеси упаковывают в многослойные бумажные мешки, с вкладышем из полиэтиленовой пленки, что позволяет стабилизировать свойства смеси при длительном хранении.

В полном наименовании сухой смеси указывается ее назначение, тип вяжущего и нормируемые технические свойства. Например: смесь сухая дисперсная шпатлевочная на портландцементе Пк3; М100; F50, где Пк3

– марка по подвижности, М100 – марка (или класс) по прочности, F50

– марка по морозостойкости.

240 Глава 7.  Строительные растворы, сухие смеси…

Рис.  7.1.  Принципиальная схема круглосеточной листоформовочной машины

1 – асбестоцементный накат;  2 – форматный барабан;  3 – вакуумкоробка;  4 – техническое сукно;  5 – отжимной валок;  6 – ванна; 7 – лопастные мешалки;  8 – сетчатый барабан;   9 – устройство для

натяжения сукна;  10 – пресс-вал;  11 – электропривод;  12 – транспортер

7.3.  Асбестоцементные материалы

Искусственные каменные материалы, полученные из смесей, содержащих портландцемент и асбест.

Асбестом называют группу тонковолокнистых минералов, образующих агрегаты, сложенные из тонких гибких волокон. Асбестовые минералы относятся к группе водных силикатов магния, железа, кальция и натрия. Наиболее распространен хризотил-асбест 3MgO · 2SiO  · 2H O, относящийся к группе серпентина. Волокна асбеста гибкие, обладают огнестойкостью и высокой прочностью при растяжении. Асбестовое волокно имеет форму полой трубки диаметром приблизительно 25 нм, длина изменяется в пределах от 1 мкм до 10 см; длина волокна определяет сорт асбеста, из длинных волокон (1-3 сорт) изготавливают асбестовые ткани. Короткое асбестовое волокно (4-7 сорт) используется в производстве асбестоцементных строительных и теплоизоляционных материалов. Асбестоцементная смесь содержит 13-17 % асбеста и 83-87 % портландцемента.

Асбестовое волокно выполняет функции армирующего компонента, повышает прочность цементного камня при растяжении и растяжении при изгибе.

Производство асбестоцементных материалов включает несколько технологических операций.

1.Распушка асбеста, разделение на тонкие волокна осуществляется

вголлендере или в дезинтеграторе.