Строительные растворы
Растворы представляют собой минеральные смеси, затвердевающие и прочно соединяющиеся с камнем.
В состав раствора должны входить вяжущее вещество (цемент, гипс или известь), заполнитель (гравий или песок) и чистая вода.
В зависимости от назначения и применения растворных 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, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания. В качестве вяжущих применяют портландцементы, пуццолановые портландцементы, 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 удобоукладываемостью – 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. Водоудерживающая 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 °C. 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.
Выбор марки и состава раствора
Выбор раствора зависит от вида здания, условий его эксплуатации, а также от планируемой степени долговечности.
Строения, располагающиеся над землей при относительной влажности воздуха внутри до 60 %, а также подземные конструкции в грунтах с небольшим уровнем влажности кладут на цементно-известковых и цементно-глиняных растворах. При этом растворы должны иметь отношение объема известкового (глиняного) теста к объему цемента, не превышающее 1,5: 1.
Если влажность внутри здания составляет более 60 % или грунт имеет повышенную влажность, это соотношение не должно превышать 1: 1. Известь и глину не применяют в растворах при кладке, расположенной ниже уровня грунтовых вод.
Цементно-известковые и цементно-глиняные растворы в летних условиях применяют при строительстве зданий, высота которых не превышает трех этажей.
Марка глиняного раствора, применяемого в сухом климате, – 10, в умеренно-влажном – 2, а для раствора с добавками – 4.
Расход вяжущих зависит от состава раствора, а также марки вяжущего и раствора.
Для кладки стен из сухих и пористых каменных материалов используют растворы с большей подвижностью, для кладки из влажных и плотных материалов – с меньшей.
Е.М. Сбитнева