Тема 2. Строительные растворы

2.1. Общие сведения

Строительным раствором называют материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества (цемента, извести), мелкого заполнителя (песка) и воды, а в необходимых случаях и специальных добавок. До затвердевания этот материал называют растворной смесью.

Принципиальным отличием строительных растворов от мелкозернистых бетонов является то, что растворные смеси укладываются тонкими слоями обычно на пористое основание, и одним из главных свойств растворов является хорошее сцепление с основанием.

По назначению строительные растворы бывают: кладочные — для кладки из кирпича, штучных камней и блоков; отделочные (штукатурные) — для оштукатуривания наружных и внутренних поверхностей конструкций; специальные — для омоноличивания сборных железобетонных конструкций, для устройства тепло- и гидроизоля­ции и других специальных целей.

Растворы называют по свойствам основного входящего в них вяжущего (гидравлические и воздушные) и виду вяжущего (цементные, известковые, гипсовые и смешанные — цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые).

По плотности различают растворы обыкновенные тяжелые (плотность более 1500 кг/м³), получаемые на плотных заполнителях (природный песок и др.), и легкие (менее 1500 кг/м³), изготовляемые на пористых заполнителях (керамзитовый песок, вспученный перлит и др.). Легкие растворы, кроме того, получают с помощью специальных пенообразующих добавок — поризованные растворы.

2.2. СВОЙСТВА РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ И ЗАТВЕРДЕВШИХ РАСТВОРОВ

Растворная смесь должна обладать хорошей удобоукладываемостью, чтобы легко распределяться по пористому основанию, и высокой водоудерживающей способностью, чтобы не давать основанию отсасывать в себя воду.

Удобоукладываемостъ — способность растворной смеси легко распределяться по поверхности сплошным тонким слоем, хорошо сцепляясь с поверхностью основания. Удобоукладываемая растворная смесь даже при укладке на неровной поверхности заполняет все впадины и плотно примыкает к камням кладки. Удобоукладываемость оценивается подвижностью смеси.

Подвижность растворной смеси определяют по глубине погружения в нее эталонного конуса (рис. 11.1) массой 300 г, высотой 150мм и углом при вершине 30°. Конус сделан из жести, внутри него помещен груз (свинцовая дробь).

В построечных условиях используют конус с делениями, нанесенными на его поверхности, и с цепочкой (или шнуром), прикрепленной к центру основания. Растворную смесь, подвижность которой надо определить, помещают в металлическую емкость (например, ведерко) и в нее погружают конус. В лабораториях используют специальный прибор, основным элементом которого является тот же конус (рис. 11.1, б).

Такой конус был предложен Н. А. Поповым в Центральной строительной лаборатории «СтройЦНИЛ» в 30-х годах XX в., поэтому его часто называют конусом СтройЦНИЛа. Растворные смеси по подвижности делят на марки (П_к):

Марка по подвижности Глубина погружения конуса, см

П_к1.............. 1...4

П_к2 ............. 4...8

П_к3 ............. 8...12

П_к4 ............. 12...14

В зависимости от назначения применяют растворные смеси различных марок по подвижности:

Назначение раствора Марка раствора

Бутовая кладка с вибрированием ....... П_к1

Заполнение швов в панельных зданиях П_к 2

Кладка из пустотелого кирпича и

керамических камней ....................... П_к 2 … П_к 3

Кладка из обыкновенного керамического кирпича П_к 3… П_к 4

Штукатурные работы ............... П_к 2… П_к 3

Один из способов повышения подвижности растворной смеси — увеличение содержания в ней воды, но при этом, чтобы сохранить прочность раствора и водоудерживающую способ­ность смеси, увеличивают расход вяжущего. Более рациональный способ повышения подвижности — введение в раствор пластифицирующих добавок.

Водоудерживающая способность — это способность растворной смеси удерживать воду при нанесении на пористое основание или при транспортировании. Если растворную смесь с малой водоудерживающей способностью нанести, например, на кирпич, то она быс­тро обезводится в результате отсасывания воды в поры кирпича. В этом случае затвердевший раствор будет пористым и непрочным.

При транспортировании растворные смеси с низкой водоудерживающей способностью могут расслоиться: песок осядет вниз, а вода окажется сверху. Чем ниже водоудерживающая способность, тем вероятнее расслоение растворной смеси.

Водоудерживающая способность зависит от количества вяжущего вещества в растворе, так как тончайший порошок вяжу­щего образует с водой вязкое тесто, препятствуя отделению воды и заполнителя. Повысить водоудерживающую способность без увеличения расхода цемента можно введением в растворную смесь тонкодисперсных минеральных порошков, в том числе и более дешевых вяжущих (извести, глины) или загущающих (водоудерживающих) водорастворимых полимерных добавок, таких, как метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и т. п.

Затвердевший раствор должен иметь требуемые прочность и морозостойкость.

Прочность строительных растворов характеризуется маркой, оп­ределяемой по пределу прочности при сжатии образцов-кубов разме­ром 70,7 х 70,7 х 70,7 мм. Образцы, изготовленные из рабочей растворной смеси, твердеют на воздухе в течение 28 сут при температуре (20 ± 5) °С. Чтобы приблизить условия твердения образцов к реальным условиям твердения кладочных растворов, используют формы без дна и устанавливают их на пористое основание (кирпич).

По прочности на сжатие, выраженной в кгс/см², строительные растворы делят на марки: 4; 10; 25; 50; 75; 100; 150; 200. Растворы марок 4; 10; 25 изготовляют обычно на извести и местных вяжущих; растворы более высоких марок — на смешанном цементно-известковом, цементно-глиняном и цементном вяжущих.

Прочность строительных растворов, так же, как и бетонов, зависит от марки вяжущего и его количества. Однако водовяжущее отношение в данном случае не имеет существенного значения, так как пористое основание, на которое наносят раствор, отсасывает из него воду, и количество воды в разных растворах становится приблизи­тельно одинаковым.

Марки наиболее часто применяемых кладочных и штукатурных растворов значительно ниже марок бетона. Это объясняется тем, что прочность кладочных растворов существенно не влияет на прочность кладки из камней правильной формы, а штукатурные растворы прак­тически не несут никакой нагрузки. Более высокие требования предъявляются к прочности растворов для омоноличивания несущих сборных железобетонных конструкций.

Морозостойкость растворов, также, как и бетонов, определяется числом циклов «замораживания-оттаивания», но до потери 25 % первоначальной прочности или 5 % массы. По морозостойкости раство­ры подразделяют на марки: F10...F200.