6. Строительные растворы, классификация, технология приготовления.

Строительные растворы являются разновидностью ИСК. Их получают в результате затвердевания рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка). Иногда в растворные смеси вводят добавки (пластифицирующие, порообразующие, ускоряющие твердение и др.). Растворы применяют для каменных и кирпичных кладок при монтаже конструкций (блоков, панелей и др.), строительстве сборных зданий различного назначения (жилых, культурно-бытовых, промышленных), а также в качестве штукатурки, для декоративной отделки стен и потолков, при устройстве полов. Растворы обычно укладывают или наносят в виде тонких слоев, поэтому их изготовляют без крупного заполнителя.

Строительные растворы классифицируют по виду вяжущего, плотности и назначению. Растворы, изготовленные на одном вяжущем веществе — цементе, извести, гипсе, называют соответственно цементными, известковыми, гипсовыми. Сложные растворы изготовляют на смешанных вяжущих веществах: цементно-известковом, известково-зольном, известково-гипсовом, цементно-глиняном и др.

По средней плотности различают растворы тяжелые плотностью свыше 1500 кг/м3, изготовленные обычно на кварцевом песке, и легкие со средней плотностью менее 1500 кг/м3, изготовленные на пористых песках (перлитовом, керамзитовом, шунгизитовом и др.).

По назначению растворы могут быть: кладочными — для каменной кладки стен, фундаментов, столбов; штукатурными — для оштукатуривания наружных и внутренних стен, потолков зданий; монтажными — для заполнения швов при сборном строительстве; специальными — декоративными, тампонажными, гидроизоляционными, акустическими, рентгенозашитными и др.

Материалы для растворов. Для изготовления цементных растворов применяют портландцемент и его разновидности в зависимости от условий эксплуатации. Марка цемента должна превышать марку раствора по прочности на сжатие в 3 — 4 раза. Расход цемента на изготовление 1 м3 раствора в зависимости от марок цемента и раствора, качества и крупности песка, применяемых добавок составляет 75 — 550 кг. В известковых растворах вяжущим веществом служит гашеная воздушная известь (в виде известкового теста). Молотую негашеную известь применяют реже, например, при кладочных работах зимой. В условиях высокой влажности целесообразно использовать гидравлическую известь или известково-шлаковые, известково-пуццолановые вяжущие вещества. В гипсовых растворах вяжущим веществом служат гипсовые вяжущие или смешанные (известково-гипсовые, гипсо-шлаковые) вещества.

Заполнителем в растворе является песок (кварцевый, полевошпатовый) различного происхождения: речной, горный, овражный или искусственный песок, полученный при дроблении плотных и пористых горных пород, а также керамзитовый, термозитовый и другие легкие пески. В песке не должно быть крупных включений, например комьев глины. Требования к песку по загрязненности примерно те же, что и к песку для бетонов. По гранулометрическому составу они должны быть наибольшей плотности в целях экономии вяжущего вещества. В песке не должно быть зерен крупнее 10 мм, а количество зерен размерами 5— 10 мм ограничено. В низкомарочных растворах (М50 и ниже) допускается содержание до 20% пылевидных частиц (по соглашению с заказчиком).

Растворы, укладываемые на пористые основания (кирпич, легкие и ячеистые бетоны, блоки из туфов и т.п.), не должны быстро отдавать воду затворения; при этом они укладываются тонким слоем. Для улучшения удобоукладываемости и увеличения водоудерживаюшей способности в растворы вводят пластифицирующие добавки органического происхождения: омыленный древесный пек, мылонафт, ССБ, СДБ, абиетат натрия, канифольное мыло и другие в количестве 0,1 —0,3% от массы вяжущего вещества. Они снижают расход воды на изготовление раствора, повышают его прочность и морозостойкость, уменьшают усадку и водопоглощепие.

Неорганические дисперсные добавки (шлаки, золы, глины, диатомит и др.) также применяют для повышения водоудерживающей способности растворов, их можно отнести к твердым пластификаторам. Глина, применяемая в качестве пластифицирующей добавки, не должна содержать органических примесей и легкорастворимых солей, которые могут привести к появлению «выцветов» в отделочных растворах. Для ускорения твердения растворов, особенно в холодное время года, добавляют те же ускорители твердения, что и для бетона: хлористый кальций, хлористый натрий, поташ.

Приготовление и свойства строительных растворов. Оптимальный состав раствора проектируют общим методом, но с учетом специфических требований, предъявляемых к раствору по водозащитным, декоративным свойствам, способу укладки и др. Обычно растворы применяют без уплотнения, однако жесткие растворы уплотняют, например, вибрацией. Все особенности нужно учитывать при расчетно-экспериментальных работах, особенно на первой стадии проектирования состава. Составы низкомарочных растворов, используемых в небольших объемах, можно назначать по таблицам с последующей проверкой их свойств.

Растворные смеси подвижностью менее 5 см укладывают в обычные формы с металлическим поддоном, а смеси с подвижностью 5 см и более — в формы, установленные на отсасывающем основании, например кирпиче, покрытом увлажненной водой бумагой.

Марку растворов определяют по прочности на сжатие в возрасте 28 суток. По действующему ГОСТу установлены следующие марки строительных растворов: М4, М10, М25, М50, М75, M100, M150, М200. Растворы марок М4 и М10 изготовляют на воздушной и гидравлической извести и других низкомарочных вяжущих веществах. По морозостойкости установлены следующие марки строительных растворов: F10; FI5; F25-F100.

Изготовляют растворы на специализированных или на механизированных заводах приобъектных или передвижных установках. Технология изготовления включает в себя: подготовку сырьевых материалов; их дозирование по массе или по объему; перемешивание компонентов в смесителях цикличного или непрерывного типа, гравитационного или принудительного перемешивания. Продолжительность перемешивания составляет не менее 1,5 мин, а при содержании в смеси высокодисперсных добавок — 3-4 мин. Транспортируют готовую растворную смесь в специальных автоцистернах и самосвалах. В последние годы все более широкое применение находят сухие смеси, которые перед употреблением смешивают с водой и специальными добавками. Влажность сухих смесей при отпуске с заводов не должна превышать 0,1 % по массе.

Важной характеристикой растворных смесей служит удобоукладываемость, характеризующая способность растворной смеси равномерно укладываться по пористому основанию (кирпичу, пористому известняку, легкому и ячеистому бетону) тонким слоем. Раствор, имеющий необходимую удобоукладываемость, заполняет все неровности основания и обеспечивает сплошное сцепление со всей поверхностью. При недостаточной удобоукладываемости растворная смесь распределяется по поверхности неравномерно, не полностью сцепляется с ней.

Важным свойством раствора является вязкость. От нее зависит способность раствора перемещаться (перекачиваться) к месту укладки по трубам, лоткам и другим устройствам. Оценивают условную вязкость (подвижность) растворных смесей с помощью стандартного металлического конуса. Подвижность смеси зависит от количества воды затворения, от состава и свойств компонентов раствора. Для повышения подвижности в растворные смеси вводят пластифицирующие минеральные добавки и поверхностно-активные вещества (ПАВ). Добавка ПАВ позволяет получить требуемую подвижность растворной смеси при меньшем расходе воды и цемента, т.е. получить раствор большей прочности или экономию цемента. В зависимости от производственного назначения применяют растворы с определенной подвижностью. Например, строительные растворы для кирпичной кладки должны иметь глубину погружения конуса 9—13 см, для заполнения швов между сборными железобетонными элементами — 4-6 см, для вибрированной бутовой кладки — 1-3 см.

Растворы должны обладать способностью удерживать воду при укладке их на пористое основание, чтобы обеспечить качественные условия твердения раствора и хорошее сцепление с основанием. Водоудерживающую способность раствора увеличивают введением в растворную смесь порошкообразных (зол, глин) или органических веществ —ПАВ. Их количество определяют при проектировании оптимального состава раствора.

К отвердевшему раствору предъявляются требования по прочности, деформативным свойствам, морозостойкости и другим свойствам в зависимости от условий эксплуатации. Например, в кирпичной кладке и крупнопанельных зданиях строительные растворы воспринимают напряжения не только сжатия, но и изгибающие, а также напряжения среза. При эксплуатации панелей наружных стен для растворов, скрепляющих их, важны такие свойства, как усадка, коэффициент линейного температурного расширения, морозостойкость, водонепроницаемость, прочность сцепления раствора с поверхностью конструкций.

Виды строительных растворов. Для каменной кладки наружных стен марки, вид и составы растворов устанавливают с учетом требований по прочности, морозостойкости, долговечности и условий эксплуатации. В современном гражданском и промышленном строительстве обычно применяют цементные, цементо-известковые, цементно-глиняные растворы марок M10, М25, М50, M75, М100. При кладке во влажных грунтах и ниже уровня грунтовых вод используют портландцементы с активными минеральными добавками. Виброкирпичные панели изготовляют с применением растворов марок М75, M100, М150, вяжущим веществом в которых является портландцемент или шлакопортландцемент.

При монтаже стен из бетонных панелей горизонтальные швы заполняют растворами марок не ниже M100 для панелей из тяжелого бетона не ниже М50 для панелей из легкого бетона. Для расшивки швов применяют растворы марки М50. Для замоноличивания швов и стыков в каркасно-панельных домах используют цементные растворы марки М200.

Отделочные растворы подразделяют на штукатурные и декоративные. Штукатурные растворы в свою очередь бывают двух типов: для наружных и внутренних штукатурок. Для оштукатуривания наружных каменных и бетонных стен используют цементно-известковые и цементные растворы. Для внутренней штукатурки стен и перекрытий в помещениях с относительной влажностью воздуха до 60 % используют известковые, гипсовые, известково-гипсовые и цементно-известковые растворы.

Декоративные растворы предназначены для заводской отделки лицевых поверхностей наружных стеновых панелей и крупных блоков, отделки фасадов зданий различного назначения и внутренней отделки культурно-бытовых и других общественных зданий. Вяжущим веществом в декоративных растворах являются белый, цветные и обычные портландцементы, для внутренней отделки преимущественно используют в качестве вяжущего вещества известь и гипс. Для декоративных растворов используют промытые кварцевые пески и крошку, получаемую при дроблении гранита, мрамора, сланцев, керамзита, угля и пластмасс; в небольшом количестве добавляют в растворы слюду, вермикулит, дробленое стекло. Красители для цветных растворов должны быть свето- и щелочестойкими, природного или искусственного происхождения: охра, сурик железный, мумия, оксид хрома и др. Для декоративной отделки наружных железобетонных стен применяют растворы марок не ниже M150, для отделки панелей из легких бетонов — марок не ниже М50. Марка морозостойкости декоративных растворов ддя наружной отделки должна быть не менее F35, а их водопоглощение — не более 8 % по массе.

Гидроизоляционные растворы предназначены для устройства гидроизоляционных слоев и штукатурок стен подвалов, емкостей для жидких веществ и т. п. Для их изготовления применяют портландцемент, сульфатостойкий портландцемент, водонепроницаемые расширяющиеся цементы. Ориентировочные составы растворов для гидроизоляционной штукатурки цемент/песок (по массе) составляют 1,0/ 2,5 или 1,0/ 3,5.

Инъекционные растворы (марок не ниже М300) применяют при изготовлении предварительно напряженных железобетонных конструкций. Эти растворы закачивают в каналы с арматурой. Они сцепляются с арматурой и бетоном конструкций и служат для защиты арматуры от коррозии. Для изготовления инъекционных растворов применяют мелкие пески и портландцемент марок М400 и выше.

Акустические растворы (для звукопоглощающей штукатурки) имеют большое количество открытых сообщающихся пор. В качестве заполнителей применяют пески из пористых материалов: пемзы, керамзита, туфов и др. Вяжущее вещество выбирают в зависимости от относительной влажности воздуха помещений, прочности, средней плотности и других требований, предъявленных к акустическим растворам.

Рентгенозащитные растворы применяют для оштукатуривания стен и потолков рентгеновских кабинетов и помещений с повышенным радиационным фоном; их плотность обычно выше 2200 кг/м3, что обеспечивается за счет тяжелого баритового песка. В качестве вяжущего вещества-используют портландцемент или шлакопортландцемент. Для улучшения защитных свойств от рентгеновских лучей в состав растворов вводят специальные добавки, содержащие литий, кадмий, бор и др.