растворы для стройки

Качество, подвижность, удобоукладываемость, водоудерживающая способность, строительных растворов

Свойства растворов, как и свойства бетонов, зависят от: 1) состава; 2) условий укладки (степени уплотнения); 3) условий и срока твердения. физические характеристики растворов

Основные свойства растворов 

 

Свойства свежезатворенных растворов

Качество свежезатворенного раствора определяется в первую очередь его удобоукладываемостью, т. е. способностью раствора укладываться на основание (кирпич и т. п.) тонким однородным слоем. Удобоукладываемый («мягкий») раствор хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью; неудобоукладываемый («жесткий») раствор соприкасается с основанием лишь на отдельных участках, давая плохое сцепление и слой неодинаковой плотности и деформируемости.
Те растворы, которые подаются к месту укладки с помощью раствороеасосов, должны хорошо перекачиваться, т. е. сравнительно легко и без расслоения перемещаться по стальным трубам и резиновым шлангам.

Удобоукладываемость раствора зависит:

1) от степени подвижности свежеизготовленного раствора;

2) от водоудерживающей его способности, предохраняющей раствор от расслоения (вследствие быстрого отделения воды и оседания песка).

Степень подвижности растворов на строительстве удобнее всего определять по глубине проникания металлического конуса установленной формы и веса (300 г), который при погружении может раздвигать песчинки (так называемый конус Стройцнила ).

Водоудерживающая способность

предохраняет раствор от расслоения на составные части при транспортировании и от потери слишком большого количества воды при укладке на пористые основания.
При укладке на пористое основание (кирпич и т. п.) раствор с недостаточной водоудерживающей способностью будет садиться, т. е. очень быстро делаться жестким, так как капилляры кирпича будут быстро отсасывать воду. Такая потеря удобоукладываемости затрудняет работу, понижает производительность труда каменщиков и уменьшает прочность кладки на 15—25%. Отсасывание воды пористым основанием может привести к такому обезвоживанию и усадке раствора, что он не будет иметь надлежащего сцепления с основанием.

Раствор, обладающий достаточной водоудерживающей способностью, отдает пористому основанию излишнюю часть воды лишь постепенно, отчего становится плотнее и, следовательно, прочнее. Укладывать кирпич на таком растворе удобно, швы получаются плотными и имеют хорошее сцепление с кирпичом или камнем кладки, отчего прочность ее существенно увеличивается.

 свойства строительных растворов

Удобоукладываемость раствора

лучше всего проверять опытным путем в производственных условиях. Оценка степени расслаиваемости лабораторным методом производится по ГОСТ.

Свойства затвердевших растворов

Важнейшими свойствами растворов в затвердевшем состоянии являются:

  1. способность приобретать требуемую прочность при сжатии (марка раствора) к заданному сроку твердения;
  2. хорошее сцепление раствора с основанием;
  3. малая величина и равномерность деформаций затвердевшего раствора под действием нагрузки, изменений объема в процессе твердения, последующих изменений влажности и температуры среды, окружающей затвердевший раствор.

Такие свойства раствор приобретает только при правильно подобранном зерновом составе и заполнителях размером не больше 1/4 — 1/5 толщины шва в кладке.
Поскольку в растворах в отличие от бетона нет крупного заполнителя, то изменять их зерновой состав можно, лишь меняя соотношение песка и вяжущего.
Опытами установлено, что раствор получается удобоукладываемым, если все пустоты между зернами песка заполнены тестом, состоящим из вяжущего и воды, причем поверхность песчинок равномерно покрыта тонким слоем этого теста.
Так как поверхность песка в 1 м3 раствора весьма велика (при крупном песке около 5000 м2, а при мелком до 15 000 м2), то вяжущего теста (цементного, известкового и т. п.) на 1 м3 раствора требуется гораздо больше, чем на 1 м3 бетона Практически для получения удобоукладываемого раствора требуется на 1 м3 мелкого песка около 0,5 м3 теста из цемента и воды, а на 1 м3 крупного песка — около 0,35 м3.
Объём теста Vт определяется суммой абсолютных объемов вяжущего и воды

Vт = Vц + Vв = Ц/fц + В/1
Однако сильно увеличивать объем теста путем добавления к нему воды нельзя, так как частицы вяжущего могут удержать лишь определенное количество воды, зависящее от величины поверхности частиц и от способности их адсорбировать воду.
Вода начинает сравнительно быстро отделяться от цементного раствора, если содержание ее больше 70—80% от веса цемента.

Хорошо погашенная известь может удержать в строительном растворе около 200 % воды. Поэтому известковый раствор оказывается гораздо более удобоукладываемым, чем цементный.
В большинстве случаев от растворов требуется невысокая прочность — от 2 до 100 кг/см2, а чаще всего 10—25 кг/см2. Для получения раствора такой прочности достаточно сравнительно небольшого количества цемента. Например, раствор, имеющий прочность на сжатие 25 кг/см2, можно получить, вводя на 1 м3 песка лишь около 100 кг цемента марки Rц =400 (Rц.пл около 200). Однако при таком небольшом количестве цемента раствор будет неудобоукладываемым и легко расслаивающимся. Для получения же удобоукладываемого раствора необходимо израсходовать цемента примерно в четыре раза больше, что экономически недопустимо. Поэтому в растворы обычно вводят кроме цемента специальные добавки, придающие смесям надлежащую удобоукладываемость и позволяющие экономить цемент.
Эти добавки бывают двух видов:

а) неорганические дисперсные (тонкомолотые), т. е. состоящие из очень мелких частиц, способных хорошо удерживать воду и дающих с ней пластичное тесто (например, глины, известь, золы, молотые шлаки, диатомиты, молотые известняки и т. п.);

б) поверхностно-активные пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, позволяющие получить удобоукладываемый раствор при значительно меньшем количестве воды, чем в растворах без добавок.

Широкое применение добавок позволяет экономить цемент, известь и другие вяжущие. Это имеет большое значение, так как растворы для кладки и штукатурки являются одним из самых распространенных материалов. На их изготовление расходуется 20—25%, всех выпускаемых цементов и большая часть извести и гипса, поступающих на строительство.

Дисперсные добавки, придающие растворам необходимую удобоукладываемость (пластичность) часто называют пластификаторами, а растворы с такими добавками — смешанными (смешанные цементно-известковые растворы, цементно-глиняные, гипсо-известкавые растворы и т. п.).
Смешанные цементно-известковые растворы впервые были изучены известным русским ученым проф. А. Р. Шулячшко в конце XIX века и широко применяются в настоящее время.
Однако использование в этих растворах в качестве пластификатора извести делает их не вполне экономичными, тем более что для получения удобоукладываемого раствора приходится вводить сравнительно много извести. Детальные исследования свойств смешанных растворов с различными добавками, проведенные в, 1935—1939 гг. (проф. Н. А. Поповым, проф. П. С. Философовым и др.), показали полную возможность замены извести более дешевыми пластификаторами (в частности, глиной и золой). Поэтому в настоящее время кроме цементно-известковых растворов применяют и другие смешанные растворы (цементно-глиняные, цементно-зольные и т. п.).

Смешанные растворы благодаря лучшей удобоукладываемости дают кладку большей прочности, чем растворы, содержащие такое же количество цемента, но не содержащие добавок. Даже к сравнительно жирным (т. е. содержащим много цемента) растворам, в которых на одну объемную часть цемента приходится 3,5—4 объемных части песка, желательно добавлять глиняное или известковое тесто или же другие дисперсные добавки в количестве 10—20 % от объема цемента. Более же тощие растворы (содержащие 1 часть цемента и свыше 4 объемных частей песка) всегда следует изготовлять с добавками.

Общий характер влияния дисперсных добавок (например, глиняного теста, молотого известняка и т. п.) на прочность цементных растворов разного состава иллюстрируется. Так же примерно влияет и добавка известкового теста, так как собственно вяжущие свойства этого теста в присутствии цемента имеют существенного значения в первые месяцы твердения.

Крупные пески с зернами различных размеров и с малой пустотностью требуют, как правило, меньшего количества добавок, а пески с зернами сравнительно одинаковых размеров и мелкие, имеющие значительную пустотность, большего. Пески, содержащие глинистые частицы, требуют меньше добавок, чем чистые пески. Недостатком смешанных растворов является необходимость введения в них больших количеств дисперсных добавок (от 30 до 200% от веса цемента). Работы ряда советских исследователей, проведенные в последнее время, показали, что удобоукладываемые растворы можно получить, вводя в них взамен дисперсных добавок весьма малые количества поверхностно-активных веществ (от 0,03 до 0,2% от веса цемента, т. е. примерно в тысячу раз меньше, чем извести, глины и т. п.)

Общая теория влияния поверхностно-активных веществ на свойства строительных растворов была разработана академиком П. А. Ребиндером. На основе этой теории рядом советских исследователей разработаны новые способы улучшения удобоукла-дываемости растворов при помощи добавок различных поверхностноактивных веществ (омыленного древесного пека, мылонафта, щелочных вытяжек из измельченных растительных волокон и т. п.).