Класифікація сухих будівельних сумішей та характеристика вихідних матеріалів

Для виготовлення сухих будівельних сумішей необхідно використовувати матеріали, що гарантують досягнення потрібних технологічних і експлуатаційних властивостей кінцевого продукту.

Вихідні матеріали можна поєднати в такі основні групи: мінеральні та орга­нічні в'яжучі, наповнювачі і заповнювачі, добавки.

Як мінеральні в'яжучі використовують портландцемент, в тому числі білий та кольоровий, глиноземистий цемент, вогнетривкий цемент, гіпсові в'яжучі, вапно.

Як органічні в'яжучі застосовують дисперсні полімерні порошки на основі термопластичних полімерів, а також порошки, модифіковані силанами. Ці матеріали, наприклад, порошки Віннапас фірми «Ваккер Полімер Системс», можна використовувати для модифі­кування властивостей сумішей на основі цементів, вапна, гіпсу. Змінюючи кіль­кість та склад полімерних добавок, можна у широких межах регулювати власти­вості композицій, в тому числі адгезійну міцність, міцність при стиску, міцність на розтяг при згині, деформативність, водопоглинання та морозостійкість.

Наповнювачі та заповнювачі можуть бути представлені як природними дис­персними, так і механічно-диспергованими неорганічними та органічними речо­винами різної структури.

Природні дисперсні речовини - це глини (бентоніт, каолініт), доломіт, оміакарб (мармурова мука), маршаліт (аморфний кремнезем), природна збагачена крейда, кварцовий пісок, які мають розмір частинок від 2 до 640 мкм.

Природні механічно-дисперговані речовини представлені слюдою, тальком, вермикулітом, перлітом, пилоподібним меленим кварцом із розміром частинок від 5 до 600 мкм. До природних механічно-диспергованих волокнистих відносять азбест з довжиною волокон 1,5...3,5 мм, до синтетичних волокнистих - поліпро­піленові та поліамідні волокна довжиною 6,5...7,5 мкм.

У сухих сумішах, що призначені для відновлення бетонних і залізобетонних конструкцій, як заповнювач застосовують піски більш крупної фракції, а також дрібнозернистий щебінь фракції 3...10 мм.

Особливі вимо­ги ставляться щодо їхньої вологості, яка не повинна перевищувати 0,8 %.

Одним з основних компонентів сухих сумішей є добавки - водоутри му валь­ні, пластифікатори, піногасники, пігменти, емульгатори, регулятори тужавлення, гідрофобізатори, пороутворювачі, стабілізатори та ін. В складах сухих сумішей найбільш розповсюджені добавки у порошкоподібному стані.

Як пігменти застосовують неорганічні речовини, що за хімічним складом є оксидами титану, феруму та хрому, або солями, наприклад, залізну лазур. Вико­ристовують також органічні речовини - фталоціанінові пігменти блакитного, зе­леного і червоного кольорів, а також жовті світлостійкі пігменти. Як емульгатори придатні поверхнево-активні речовини катіонного та аніон­ного типів.

До регуляторів строків тужавлення, які використовують у сухих сумішах, відносять прискорювачі у вигляді солей лужних і лужноземельних металів та со­ляної або карбонатної кислоти (хлорид натрію, нітрат натрію, карбонат калію, «Релаксол», а також глиноземистий цемент) та уповільню­вачі твердіння (полісахариди, клеї тваринного походження, лимонна та винна кислоти, а також їхні солі).

Добавки-гідрофобізатори - це концентрати силіконових емульсій і порош­ків, що здатні до мікроемульгації при розведенні водою, їх додають для зниження водопоглинання матеріалу на стадії його виго­товлення.

Характеристика сухих будівельних сумішей різного призначення

Розчини для кам'яної кладки (мурувальні) марок МІ00 і М200 отримують на базі сухих будівельних сумішей, в яких як в'яжучі речовини застосовують цемент та гідравлічне вапно (0...5%), заповнювачами є переважно кварцовий або вапня­ковий пісок фракцій 0,05...2,5 мм, а добавки представлені широким спектром ре­човин, в тому числі повітровтягувальними та пластифікуючи ми.

Такі цементні розчини за призначенням класифікують на три групи:

- для звичайної цегли та блоків;

- для склеювання при муруванні тонкостінних блоків;

- для теплоізоляційної і силікатної цегли з покращеними термоізоляційни­ми властивостями.

Поряд зі звичайними заповнювачами (9...59%) як легкий наповнювач для третьої групи сумішей застосовують перліт, полістирол, вермикуліт в кількості 10...35 %. Часто при виконанні робіт взимку додають протиморозні добавки в по­рошкоподібному стані, які знижують температуру замерзання рідкої фази або є сильними прискорювачами процесів тужавіння.

Сухі суміші для гідроізоляційних робіт застосовують у вигляді фарбової або штукатурної гідроізоляції. Фарбова гідроізоляція представлена багатошаровим покриттям із пластичних або рідких сумішей, виготовляється із бітумно-полімер­них мастик на основі бутилкаучуку, а також з використанням епоксидних, поліуретанових або акрилових смол. Штукатурна гідроізоляція — це покриття товщи­ною 5...20 мм із полімерцементних композицій, яке наноситься пошарово.

Для виготовлення вищенаведених видів гідроізоляції використовують полімерцементні композиції, в яких кількість полімеру збільшується при застосуван­ні їх у вигляді фарб. Основними перевагами таких матеріалів над звичайними на основі бітумів і полімерів є екологічна безпека, висока адгезія до різних повер­хонь, когезійна міцність, можливість нанесення в середині приміщень та на во­логі і мокрі поверхні, довговічність та надійність, зручність і висока продуктив­ність праці при виконанні робіт. Основним недоліком є невисока еластичність.

Існують також сухі суміші для виготовлення гідроізоляції, здатної до просо­чування, яка складається із портландцементу (білого цементу), спеціально оброб­леного заповнювача та хімічно активних речовин. Дія такої гідроізоляції базуєть­ся на її проникненні у бетон по капілярних порах з наступною хімічною взаємо­дією із вільним вапном та конденсацією на поверхні пор.

Застосовують гідроізоляційні сухі суміші на основі цементу для стін фунда­ментів і підвалин, резервуарів для води, плавальних басейнів (суміщення функцій гідроізоляції і клею для облицювальної плитки), стін та підлог у вологих примі­щеннях, поверхонь терас та балконів, а також для захисту будівельних конструк­цій від дії агресивного середовища (сульфатів, кислот, хлоридів). Однак внаслі­док малої еластичності їх недоцільно використовувати у місцях концентрації нап­ружень.

Клеї для облицювальних робіт — це адгезиви для приклеювання плитки до по­верхонь будівель і споруд. Раніше для укладання керамічної плитки та плитки з природного каменю використовували товстий шар цементно-піщаного розчину завтовшки 20 мм. Такий спосіб має ряд недоліків: високу вартість, велику витра­ту матеріалів, а також необхідність високої кваліфікації спеціалістів при мінімаль­них експлуатаційних гарантіях. У багатьох країнах на цей час поширений так зва­ний тонкостінний спосіб укладки, при якому товщина шару розчину становить приблизно 2...4 мм. При такому способі розчинова суміш може бути нанесена на великі площі за допомогою зубчастих шпателів, а плитки укладаються швидко, якісно та надійно. Тиксотропні властивості клею не дозволяють плитці сповзати з поверхні, і тому можна не застосовувати спеціальні пристрої для її фіксації. Еластичні властивості клею дозволяють компенсувати навантаження, що виника­ють між плиткою та поверхнею основи внаслідок дії усадочних, температурних та інших деформацій.

Зазвичай як клеї застосовують полімерцементі сухі суміші, до яких ставлять такі вимоги:

- добра адгезійна міцність зчеплення між плитками та різними основами (бетонними поверхнями, вапняно-цементними штукатурками, гіпсовими, де­рев'яними поверхнями, гіпсокартоном, пінобетоном, деревностружковими пли­тами та ін.) навіть після дії змінних температур, вологи, статичних і динамічних навантажень; - висока деформативність при високих і низьких температурах;

- добра водоутримувальна здатність (для забезпечення повної гідратації це­менту);

- висока фіксуюча здатність (для запобігання сповзання плитки з тільки що укладеної розчинової суміші);

- простота технології нанесення.

Ці властивості забезпечуються використанням цементно-піщаного розчину, в якому максимальний розмір заповнювача - кварцового піску становить 0,5 мм, а також міститься метилцелюлоза та модифікатори властивостей у вигляді різних добавок та полімеру у дисперсному стані. Вміст полімеру змінюється від 0,5 до 7% і є визначальним фактором при встановленні галузей застосування клею.

Затиральні суміші представлені декоративними кольоровими сумішами (ві­домими як фуги), що використовують для зовнішніх і внутрішніх робіт при за­повненні швів між плитками на вертикальних та горизонтальних поверхнях з ме­тою надання закінченого декоративного вигляду облицюванню.

Ці матеріали повинні також сприймати частину напружень, що виникають на усій поверхні покриття, захищати конструкції від механічних пошкоджень та проникнення води, мати добру адгезію до усіх частин плитки, низьку усадку, дос­татню еластичність, тріщиностіикість, опір стиранню, ударну міцність та низьке капілярне всмоктування.

Затиральні розчини поділяють на звичайні сірі, без модифікування поліме­рами (використовуються для покриття підлоги); гідрофобні, отримані з додаван­ням полімеру та пластифікаторів, швидкотверднучі (застосовуються для зовнішніх і внутрішніх робіт); еластичні з гідрофобними властивостями та високоякісні фі­нішні забарвлені. Для білих затиральних сумішей застосовують білий цемент, для кольорових - білий цемент і лугостійкі пігменти, кварцовий пісок може бути повністю замінений на дрібнодисперсні наповнювачі .

Полімермінеральні штукатурки зазвичай поділяють на дві групи: цементні та гіпсомісткі.

Цементні (або цементмісткі) штукатурки призначені для оздоблення фаса­дів і складаються із цементу, вапна, наповнювачів (кварцового піску і білих кар­бонатів), полімерного компонента, уповільнювачів тужавіння, водоутримувальних та реологічних добавок, а при необхідності, і армуючих матеріалів. Карбонат­ні наповнювачі (мармуровий дрібняк або вапняк) можна застосовувати додатко­во або замість кварцових пісків. Підвищення вмісту цементу в складі вапняно-це­ментного розчину обумовлює високу міцність при стиску, ударну міцність, водо­захисні властивості, але призводить до утворення тріщин внаслідок жорсткості розчину. З підвищенням вмісту гашеного вапна поліпшуються технологічні властивості.

Залежно від крупності заповнювача штукатурки поділяють на крупно- і дрібнодисперсні. Вид заповнювача визначає спосіб нанесення: ручний (за допо­могою жорсткого пензля) або механізований (за допомогою розпилювача), а та­кож можливість використання розчинів для внутрішнього оздоблення примі­щень.

При нанесенні штукатурок на пористі або вологопоглинальні поверхні не­обхідно використовувати ґрунтовки (праймери).

Цементмісткі декоративні фасадні штукатурки повинні мати високу адгезію до основи, мінімальне водопоглинання, гідрофобність, добру паропроникність, тріщиностійкість.

Ці штукатурки поділяють на:

- крупнодисперсні для внутрішніх робіт (максимальний розмір зерен запов­нювача 1,25 мм), без водозахисних властивостей, мають високу стираність і низь­ку адгезію до основ;

- крупнодисперсні для зовнішніх робіт, що рекомендовані для оздоблення конструкцій із цегли та легких бетонів (вміст полімеру близько 1 %);

- для оздоблення будівельних конструкцій із підвищеною щільністю (важкі бетони, азбестоцементі листи та ін.), відрізняються водозахисними властивостя­ми (низьким капілярним всмоктуванням), доброю адгезією до усіх основ, низь­кою стираністю;

- дрібнодисперсні з водозахисними властивостями для внутрішніх і зовніш­ніх робіт.

Декоративні штукатурки — це товстошарове покриття, яке має визначену структуру. Структура залежить від типу, розміру і форми наповнювача (заповню­вача), технологічного прийому нанесення і виду застосовуваного інструменту. Во­ни постачаються у вигляді сухих сумішей або готовими до застосування.

Декоративні штукатурки, які застосовуються в інтер'єрах, залежно від виду в'яжучої речовини можуть бути мінеральними і полімерними, залежно від розмі­ру заповнювача (наповнювача) - тонко-, середньо- та грубофактурними. Техно­логічними перевагами таких матеріалів є зниження вимог до підготовки основи - виключення деяких проміжних технологічних операцій (наприклад, фінішного шпатлювання). Покриття гідрофобні і мають достатню міцність, а також високі декоративні властивості.

Поверхня такого покриття має шорстку борозенчасту текстуру, але його стійкість до стирання є невисокою. Більш технологічними і стійкими до стиран­ня є полімерні декоративні штукатурки на основі водної дисперсії акрилових смол, які можуть наноситися на будь-які основи, що спеціально підготовлені. Полімерна зв'язуюча речовина надає покриттям міцності та довговічності. Створення декоративного ефекту досягається за рахунок використання різноманітних наповнювачів визначеного гранулометричного складу.

Інколи в таких матеріалах застосовують як наповнювач калібрований мар­муровий, гранітний або кварцовий гранулят, і тоді отримують покриття, які від­носять до окремої групи - покриття з природною кам'яною крихтою - різновид декоративних штукатурок. Зазвичай розмір гранул наповнювача становить від 0,1 до 1,8 мм, рідше - 3...4 мм. Для отримання необхідного декоративного ефекту гранули можуть бути пофарбовані спеціальними складами в заводських умовах. Застосування матеріалів цієї групи при оздоблювальних роботах дозволяє виклю­чити з технологічного процесу операцію фінішного шпатлювання, причому нез­начні дефекти поверхні (тріщини, нерівності) нівелюються самим матеріалом. Та­кі покриття наносять на бетонну основу, штукатурку, гіпсокартон, деревину за допомогою шпателя (кельми) або розпиленням (при розмірі гранул 0,1...0,8 мм). Після висихання поверхні покриття залежно від розміру зерен наповнювача мо­же бути грубим, шорстким або гладким, схожим на камінь.

Сухі суміші для санації старих будівель, що використовують для комплексно­го відновлення фасадів, представлені шпуровими складами, що закачують у стіни з метою відновлення міцнісних і гідроізоляційних характеристик споруд, та ком­плексними композиціями (або системами санації), що складаються із трьох видів спеціальних сухих сумішей: для обризку; ґрунтувальної протисельової сануючої; накривної гідрофобізуючої.

Суміш для обризку призначена для отримання рівномірного закріплюючого шару, який має бути солестійким. Його виконують на поверхні у вигляді сітки, що покриває не менш 70% площі товщиною 5 мм.

Протисельову штукатурку (що є одночасно й вирівнюючою) наносять товщиною не менше 20 мм на обризко-вий шар з наступною грубою обробкою поверхні. Останньою наносять накривну гідроізоляційну суміш, яка утворює шар, що після затвердіння вирівнюється і за­тирається повстю при змочуванні поверхні водою. Цей шар характеризується ви­сокою паропроникністю, незначним капілярним всмоктуванням і доброю адгезі­єю до основи. Оброблену поверхню можна покривати паропроникними фарбами на силікатній або латексній основі.

Гіпсомісткі штукатурки призначені для оздоблення внутрішніх поверхонь приміщень. Вони складаються із гіпсу, вапна, наповнювачів, уповільнювачів ту­жавіння, полімеру та водоутримувальної добавки. Залежно від типу і кількості компонентів розрізняють гіпсопіщані, гіпсовапняні або вапняно-гіпсові суміші. Основними перевагами гіпсомістких сумішей є висока міцність і твердість, швид­кість тужавіння, що регулюється використанням добавок, відносно низька теп­лопровідність (є важливою для штукатурок та гіпсокартонних плит), низька зву­копровідність, висока паропроникність, добра хімічна стійкість і вогнестійкість, невисока вартість. Основним недоліком є низька водостійкість, а також немож­ливість спільної роботи з основою, що містить гідравлічну в'яжучу речовину.

Перевагами гіпсомістких сумішей із полімерними добавками є підвищення водостійкості, збільшення адгезії до різних основ, підвищення міцності, опору стиранню, деформативності, уповільнення строків тужавлення. Часто поверхня, оштукатурена гіпсомісткими сумішами, є готовою для фарбування та обклеюван­ня шпалерами. Порівняно із цементно-піщаними штукатурками, гіпсові мають меншу витрату (10 кг на 1 м² при товщині шару 10 мм).

Суміші для підлог та стяжок. У сучасних будівлях і спорудах підлога пред­ставлена горизонтальною багатошаровою конструкцією, кожний шар якої має своє визначене функціональне призначення. Ця конструкція складається із осно­ви, підкладального шару, звукоізоляції, теплоізоляції, стяжки, гідроізоляції, ґрун­товки та верхнього шару покриття. Підлоги повинні мати високі показники якос­ті за міцністю, деформативністю, зносостійкістю, тріщиностійкістю, корозійною стійкістю та декоративністю. Комплексом таких властивостей відрізняються на­ливні підлоги, отримані з використанням полімерних в'яжучих речовин.

Полімермінеральні суміші для підлог та стяжок, що нівелюються, поділя­ють на:

- звичайні, використовують для ремонтних робіт на невеликій площі, нано­сять вручну;

- швидкотужавіючі, застосовують як підшар для великих поверхонь товщи­ною від 15 мм;

- високоякісні швидкотужавіючі, застосовують на великих поверхнях, тов­щиною від 5 до 10 мм.

Як мінеральні в'яжучі матеріали використовують портландцемент, високоалюмінатний цемент, гіпс, ангідритовий цемент. Заповнювачем є кварцовий пісок із максимальним розміром зерен до 0,4 мм, наповнювачами - карбонатні поро­ди або зола-винесення.

Використання сумішей різних складів дозволяє виконувати різноманітні конструкції наливних монолітних підлог. Так, наприклад гідроізоляційна моно­літна підлога (мінімальна товщина покриття 30 мм) має роздільний шар, пред­ставлений гідроізоляційним матеріалом, наприклад фольгою. Монолітна «плава­юча» підлога (товщина її більше 35 мм) наноситься на шар тепло- або звукоізо­ляції, який не повинен торкатись основи стін та обладнання,

Основними вимогами до сухих сумішей для наливних підлог є достатній, але не дуже тривалий час розтікання маси, мінімальна величина усадочних де­формацій, нерозшаровуваність розчинової суміші, створення умов для рівномір­ного видалення вільної води, відсутність усадочних тріщин, мінімальна кількість піни, що утворюється при перемішуванні компонентів.

Сухі фарбові суміші. Підвищення вимог до охорони навколишнього середо­вища, висока вартість природних олій обумовили використання водорозбавлених фарбових складів (замість органорозбавлених).

Порошкові полімерні фарби застосовуються у різних галузях. Вони пред­ставлені дрібнодисперсною сухою сумішшю, що складається із твердих полімерів, наповнювачів, пігментів і спеціальних добавок. Основною сировиною є термопластичні полімери (поліетилен, полівінілхлорид, поліаміди) та реактопласти (епоксидні, поліефірні, поліуретанові смоли).

Основні вимоги до готової продукції: вміст вологи — не більше 0,8%, тон­кість помелу - залишок на ситі № 02 після мокрого просіювання не більше 10%. Фарби готують змішуванням сухих сумішей з водою в кількості, що забезпечує гідратацію в'яжучої речовини і необхідну в'язкість.

Шпатлювальні суміші застосовують для вирівнювання конструкцій, причому наносять їх на підготовлені поверхні при температурі навколишнього середовища + 10...+35°С і відносній вологості не нижче 60%. Як в'яжучі речовини придатні портландцемент або гіпс, що визначає можливості застосування розчинів для зов­нішніх або внутрішніх робіт.

Для приготування високоякісних шпатлювальних складів необхідно вико­ристовувати компоненти із тонкістю помелу не більше 0,2 мм. Застосування по­ряд зі звичайними спеціальних добавок, наприклад гідрофобізаторів, а також во­локнистих наповнювачів, дозволяє покращити технічні характеристики розчинів та удосконалити технологію виконання робіт.

Контрольні запитання

1. За якими ознаками класифікують будівельні розчини

2. Матеріали для виготовлення будівельних розчинів.

2. Наведіть види та надайте характеристику різним видам будівельних розчинів.

3. Розкажіть про спеціальні розчини.

4. Як поділяють сухі будівельні суміші за призначенням.

5. Надайте коротку характеристику сухим будівельним сумішам різного призначення.