39) Строительные растворы, классификация

Строительный раствор - это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, улучшающих свойства смеси и растворов. Крупный заполнитель отсутствует, так как раствор применяют в виде тонких слоев (шов каменной кладки, штукатурка и т. п.).

Для изготовления строительных растворов чаще используют неорганические вяжущие вещества (цементы, воздушную известь и строительный гипс). В дорожном строительстве и в специальных работах (устройство стяжек, защитных антикоррозионных слоев) находят применение растворы, основанные на битумных и полимерных вяжущих; в состав этих растворных смесей вода не входит.

Строительные растворы разделяют в зависимости от вида вяжущего вещества, величины объемной массы и назначения.

По виду вяжущего различают растворы цементные, известковые, гипсовые и смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.).

По объемной массе различают: тяжелые растворы объемной массой более 1500 кг/м³, изготовляемые обычно на кварцевом песке; легкие растворы объемной массой менее 1500 кг/м³, изготовляемые на пористом мелком заполнителе и с порообразующими добавками.

По назначению различают строительные растворы: кладочные — для каменной кладки стен, фундаментов, столбов, сводов и др.; штукатурные — для оштукатуривания внутренних стен, потолков, фасадов зданий; монтажные — для заполнения швов между крупными элементами (панелями, блоками и т. п.) при монтаже зданий и сооружений из готовых сборных конструкций и деталей;. специальные растворы (декоративные, гидроизоляционные, тампонажные и др.)

Свойства растворных смесей и растворов

Удобоукладываемость - это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.

Подвижность растворных смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса стандартного прибора (массой 300 г). Подвижность назначают в зависимости от вида раствора и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность растворов составляет 9 — 13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами — 4 — 6 см, а для вибрированной бутовой кладки — 1 — 3 см.

Водоудерживающая способность — это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием (кирпичом и т. п.). Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее.

Удобоукладываемую растворную смесь получают, если правильно назначен зерновой состав ее твердых составляющих, определяемый соотношением песка, вяжущего и дисперсной добавки. Тесто вяжущего заполняет пустоты между зернами песка и равномерно покрывает песчинки тонким слоем, уменьшая внутреннее трение.

С удобоукладываемой растворной смесью удобно работать (каменщики говорят — мягкая и не тянется за кельмой), в результате повышается производительность труда. От удобоукладываемости растворной смеси зависит качество каменной кладки. Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором и кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает, Увеличивается и долговечность наружных стен.

Основными свойствами растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

40) ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СИЛИКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ

Силикатные автоклавные материалы — это бесцементные материалы и изделия (силикатные бетоны, силикатный кирпич, камни, блоки), приготовленные из сырьевой смеси, содержащей известь (гашеную или молотую негашеную), кварцевый песок и воду, которые образуют в процессе автоклавной обработки гидросиликаты кальция: Са(ОН)₂ + SiO₂, + т Н₂О = СаО * SiO₂ * nН₂О

В условиях автоклавной обработки можно получить различные гидросиликаты кальция в зависимости от состава исходной смеси: тоберморит 5СаО 6SiO₂ 5Н₂О, слабо закристаллизованные гидросиликаты: (0,8 — 1,5) СаО * Si0₂ * Н₂О — CSH (II) и (1,5 — 2) CaO X SiO₂ * Н₂О — CSH(II). В высокоизвестковых смесях синтезируется гиллебрандит 2СаО * Si0₂ *Н₂0.

Производство автоклавных строительных материалов базируется на гидротермальном синтезе гидросиликатов кальция, который осуществляется в реакторе-автоклаве в среде насыщенного водяного пара давлением 0,8 — 1,3 МПа и температурой 175 — 200'С. Для гидротермального синтеза можно использовать при надлежащем обосновании иные параметры автоклавизации, применять обработку не только паром, но и паровоздушной или парогазовой смесью, водой.

Автоклав представляет собой горизонтально расположенный стальной цилиндр с герметически закрывающимися с торцов крышками. Диаметр автоклава — 2,6 — 3,6 м, длина — 21 30 м. Автоклав снабжен манометром, показывающим давление пара, и предохранительным клапаном, автоматически открывающимся при повышении давления выше предельного. В нижней части автоклава уложены рельсы, по которым передвигаются загруженные в автоклав вагонетки с изделиями. Автоклав оборудован устройствами для автоматического контроля и управления режимом автоклавной обработки. Для уменьшения теплопотерь автоклав покрыт слоем теплоизоляции.

После загрузки автоклав закрывают и в него постепенно впускают насыщенный пар. Высокая температура при наличии в бетоне воды в капельно-жидком состоянии создает благоприятные условия для химического взаимодействия между гидратом окиси кальция и кремнеземом. По П. И. Боженову автоклавная обработка состоит из шести этапов.

Первый этап — от начала впуска пара до установления в автоклаве температуры 100'С. На этой стадии нагревания наблюдается большой температурный перепад между поверхностью и серединой изделия, достигающий 30 — 50С и могущий вызвать значительные температурные напряжения и появление трещин.

Второй этап — от начала подъема давления пара до достижения максимального давления в автоклаве — сопровождается повышением температуры от 100'С до максимальной. Пар под давлением проникает в поры изделия и конденсируется в них, изделие прогревается во всем объеме, температурный перепад сокращается до 3 — 5С.

Третий этап - выдержка изделий при постоянных давлении и температуре; чем выше давление и температура, тем короче продолжительность автоклавизации. Иногда третья стадия может отсутствовать (так называемый «пиковый> режим).

Четвертый этап начинается с момента снижения давления пара и температуры, которое необходимо проводить постепенно. На этом этапе внутренние напряжения в изделиях возникают вследствие разности температуры и давления в материале и в автоклаве.

Пятый этап — остывание изделий от 100 до 18 — 20'С.

Шестой этап — вакуумирование (может добавляться). При вакуумировании давление водяного пара внутри изделий примерно на 0,02 МПа выше, чем в автоклаве, поэтому происходит подсушка изделий и более быстрое их остывание.

Следовательно, прочность автоклавных материалов формируется в результате взаимодействия двух процессов: 1) структурообразования, обусловленного синтезом гидросиликатов кальция и 2) деструктивного, обусловленного внутренними напряжениями.

Для снижения внутренних напряжений автоклавную обработку проводят по, определенному режиму, включающему постепенный подъем давления пара в течение 1,5 — 2 ч, изотермическую выдержку изделий в автоклаве при температуре 175 — 200'С и давлении 0,8 — 1,3 МПа в течение 4 — 8 ч и снижение давления пара в течение 2 — 4 ч. После автоклавной обработки продолжительностью 8 — 14 ч получают силикатные бетоны и силикатный кирпич.