5.4. Специальные растворы

К специальным растворам принято относить гидроизоляционные, тампонажные, инъекционные, растворы для полов, акустические, рентгенозащитные, жаростойкие и другие. Все они могут изготавливаться на индивидуальном или смешанном вяжущем, однако их назначение, технология приготовления и укладки имеет свои особенности.

Гидроизоляционные растворы применяют при устройстве стяжек и покрытий, зачеканки швов тюбингов и раструбных труб для торкретирования сооружений, фильтрующих воду. При этом используют все виды расширяющихся и напрягающих цементов, сульфатостойкий и обычный портландцемент. Эффективным методом повышения водонепроницаемости растворов и снижения его усадочных деформаций является введение добавок (пластифицирующих, гидрофобных, добавок-микронаполнителей, активных минеральных, кальматирующих и полимерных). Механизм повышения плотности раствора в случае введения каждого из классов добавок различен. Так, микронаполнители (разновидности бентонитовых глин, зола-унос, глиежи и др.) повышают водонепроницаемость растворов в результате уменьшения объема седиментационных пор и значительного набухающего эффекта. Известны химические уплотняющие добавки-хлориды: кальция, натрия, алюминия, железа; фтористые и кремнефтористые соли, азотнокислый кальций. Последний, повышая водонепроницаемость растворов в 2 – 3 раза, не вызывает коррозии арматуры. Пластифицирующие добавки повышают плотность растворов за счет уменьшения водоцементного отношения и, как следствие, уменьшения объема капиллярных проб.

В последнее время все более широкое применение находят комплексные добавки, содержащие в своем составе пластификаторы (суперпластификаторы), уплотняющие (микронаполнители) и расширяющие или снижающие усадку цементного камня. Введение таких добавок позволяет добиться требуемого эффекта при значительно меньшем их расходе.

Эффективным способом повышения гидроизоляционных свойств растворов является нанесение их на поверхности и в стыки механическим способом под давлением сжатого воздуха (торкретирование).

Для гидроизоляционных растворов обычно используют составы от 1:1 до 1 : 3,5 по массе (цемент : песок).

Тампонажные растворы применяют для гидроизоляции скважин, шахтных стволов, тоннелей путем перекрытия водоносных слоев, трещин и пустот в горных породах. В этих случаях используют специальные тампонажные цементы, а составы растворов подбирают в зависимости от температуры, степени агрессивности, напора воды и других факторов. Преимущественно применяют цементно-глинистые растворы с пластифицирующими добавками и добавками-ускорителями твердения цемента.

Инъекционные растворы применяют для заполнения каналов в предварительно напряженных железобетонных конструкциях, для уплотнения и ремонта железобетонных конструкций, для создания противофильтрационных завес в трещиноватых горных породах и в основаниях сооружений. Такие растворы нагнетают в трещины и поры грунта и дефекты конструкций под давлением.

Составы инъекционных растворов изменяются от 1:0 до 1:1, водоцементные отношения от 0,4 до 0,8. В случае необходимости заполнения тонких трещин В/Ц доходит до 2 ... 4.

В качестве вяжущего используют портландцемент, шлакопортландцемент марок 400 – 500, а для снижения В/Ц без изменения вязкости обычно вводят эффективные пластификаторы. Пески используют мелкие, крупностью не более 1 мм. Расход цемента в инъекционных растворах колеблется от 1300 до 1600 кг/м³. Для уменьшения водоотделения смеси и расхода цемента вводят добавки-микронаполнители (зола-унос, молотый кварцевый песок).

Растворы для полов. Для полов применяют цементно-песчаные, терразитовые (мозаичные) и полимерцементные растворы. Цементно-песчаные растворы используют для устройства стяжек (состав 1 : 3, ОК = 4 – 5 см, марка 150 и 200) и плиточных полов. Для снижения усадочных деформаций раствора и повышения его сцепления с плиткой в его состав вводят полимерные добавки (поливинилацетатную дисперсию, латексы), увеличивают содержание заполнителя, вводят добавки негашеной извести и гипса.

Терразитовые растворы применяют при мозаичных работах. Заполнителем в этом случае служит крошка полирующихся горных пород (мрамора, гранита, базальта и др.) крупностью 0,15 – 15 мм. Наибольший размер крошки не должен превышать 0,6 толщины покрытия. Предел прочности при сжатии для применяемых пород составляет не менее:

60 МПа при марке покрытия 200;

80 МПа при марке покрытия 300;

00 МПа при марке покрытия 400.

Подвижность таких растворов обычно 2 – 4 см.

Ориентировочные составы растворов для мозаичных покрытий (в частях по массе) приведены в табл. 3.

Таблица 3

Марка раствора	Цемент	Песок	Крошка	Вода
200	1	2	3,4	0,65
300	1	1,4	2,4	0,50
400	1	1,0	1,7	0,40

Полимерцементные растворы особенно эффективны для полов из-за повышенного сопротивления их удару, растягивающим, динамическим и коррозионным воздействиям. Вяжущим для них служат цементы с добавкой 15 – 20% поливинилацетатной дисперсии или синтетических латексов, которые вводятся в смеси с водой затворения. Полимерцементные растворы обладают в несколько раз более высоким сцеплением с поверхностями, чем обычные растворы, и стойкостью к истиранию. В связи с этим их широко используют для крепления плиток, для бесшовных полов общественных зданий и промышленных предприятий с высокой интенсивностью движения. Используя белые цементы, пигменты и цветные заполнители, на основе полимерцементных растворов можно изготовлять цветные и террацевые покрытия.

Жаростойкими называют специальные растворы, способные сохранять в заданных пределах свои физико-механические свойства при длительном воздействии высоких температур.

К ним относятся шамотно-цементные и шамотно-бокситовые растворы.

Шамотно-цементный раствор предназначается для кладки промышленных печей и других тепловых агрегатов, выполняемых из алюмосиликатных кирпичей и подвергающихся воздействию температур до 1200° С.

В качестве вяжущего в шамотно-цементных растворах применяют портландцемент и пластифицированный портландцемент. В качестве заполнителя – шамотный порошок, изготовляемый из боя и брака шамотных изделий с огнеупорностью не менее 1580° С.

В качестве пластификаторов в шамотно-цементных растворах применяются: огнеупорная глина с огнеупорностью не ниже 1620° С, бентонитовая глина и сульфитно-дрожжевая бражка.

Шамотно-бокситовый раствор применяется для кладки элементов печей, работающих при температурах до 1300 – 1350° С, которые требуют особой газоплотности: керамических рекуператоров, воздухопроводов горячего воздуха, газоходов и боровов мартеновских печей, работающих на газе и др.

В качестве вяжущего в шамотно-бокситовом растворе должно применяться натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,5 ... 3.

Шамотно-бокситовый порошок, являющийся основной частью раствора, должен иметь огнеупорность не ниже 1650° С.

С целью улучшения удобоукладываемости этих растворов применяются пластификаторы – бентонитовая глина и сульфитно-дрожжевая бражка.

Кислотоупорные растворы применяются для защиты строительных конструкций, работающих в условиях воздействия кислот.

В качестве вяжущего при приготовлении этих растворов применяется жидкое стекло двух видов – натриевое с силикатным модулем 2,4 ... 2,8, плотностью 1,38 ... 1,40 и калиевое с силикатным модулем 3 ... 3,2, плотностью 1,30 ... 1,32.

В качестве заполнителя для кислотоупорного раствора следует применять природный кварцевый песок, а при его отсутствии – искусственный песок, получаемый из кислотостойких плотных пород (андезит, бештаунит, гранит и т. п.), а также из боя штучных керамических изделий.

В качестве ускорителя твердения в раствор вводят крем-нефтористый натрий.

Для повышения водостойкости кислотоупорных растворов используются специальные добавки, содержащие реакционноспособный кремнезем – силикогель, опал, диатомит, трепел и т. п.

С целью повышения плотности и непроницаемости с этими растворами рекомендуется применять полимерные добавки: фуриловый спирт, фурфурол, смесь фурилового спирта с водорастворимой феноло формальдегидной смолой резольного типа в соотношении 7 : 3, а также парафин в виде эмульсии.

Акустические растворы. Назначение акустических растворов – снижение уровня шума. В качестве вяжущих используют цементы, известь, гипс, каустический магнезит или смешанные вяжущие на их основе. Заполнители – однофракционные пески крупностью 3 – 5 мм из легких пористых материалов (вспученного перлита, пемзы, керамзита и др.). Соотношение вяжущее : заполнитель обычно принимают 1 : 4, что обеспечивает создание в структуре раствора открытых (незамкнутых) пор. Средняя плотность акустических растворов 600—1200 кг/м³.

Рентгенозащитные растворы приготовляют на баритовом песке с предельной крупностью 1,25 мм и портландцементе. В последнее время рентгенозащитные растворы предлагают изготавливать на жидком стекле с использованием в качестве заполнителя графита и кварцевого песка или отходов промышленности, содержащих графит и бариты.