КРАСОВСКИЙ_УП

По виду вяжущего различают растворы простые (на вяжущем одного вида) – цементные, известковые, гипсовые, глиняные и т. п. и сложные (на смешанных вяжущих).

По средней плотности растворы разделяют на тяжелые (со средней плотностью в проектном возрасте D ³ 1500 кг/м3), изготовляемые обычно на кварцевом песке; и легкие (D < 1500 кг/м3), изготовляемые на пористом мелком заполнителе или с порообразующими добавками (поризованные растворы).

3.2. Свойства растворных смесей и затвердевших растворов

В соответствии с ГОСТ 28013-98 [8] и ГОСТ 5802-86 [9] различают следующие свойства растворных смесей:

∙подвижность;

∙водоудерживающую способность;

∙расслаиваемость;

∙среднюю плотность;

∙температуру применения;

∙влажность (для сухих растворных смесей).

Растворная смесь должна обладать хорошей удобоукладываемостью, чтобы легко распределяться по пористому основанию, и высокой водоудерживающей способностью, чтобы не давать основанию отсасывать в себя воду. Удобоукладываемость – 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. Под этим свойством понимают способность растворной смеси растекаться под действием собственной массы или приложенных к ней внешних сил.

Подвижность растворной смеси определяют по глубине погружения в нее стального конуса массой 300 г, высотой 150 мм и углом при вершине 30° (рис. 3.1).

Подвижность растворной смеси определяется для каждого состава раствора, а также при всяком изменении качества материалов: вида вяжущего, крупности и влажности песка, вида добавок и т. п. При одном и том же качестве материалов подвижность растворной смеси определяется не менее 1 раза в смену.

Растворные смеси маркируются по подвижности (табл. 3.1).

21

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Проектную подвижность растворной смеси выбирают в зависимости от назначения раствора с учетом технологии производства работ и отсасывающей способности основания (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Рекомендуемая подвижность растворной смеси на месте применения в зависимости от назначения раствора

Примечание. Большие величины погружения конуса принимают при сухих и пористых бетонных и каменных материалах при кладке в жаркую погоду, а меньшие – при кладке из плотных бетонных и каменных материалов или хорошо смоченных пористых, а также при влажной погоде и при производстве работ в зимних условиях.

22

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

На подвижность растворных смесей независимо от их консистенции в значительной степени влияет качество песка: крупность и зерновой состав, характер поверхности зерен, чистота и количество мельчайших частиц в его составе. Один из возможных способов повышения подвижности растворной смеси – увеличение содержания в ней воды, но при этом для сохранения прочности раствора и водоудерживающей способности смеси потребуется увеличить и расход вяжущего, поэтому наиболее рациональным является 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 уже при транспортировке ее к месту укладки. Такие смеси требуют дополнительного перемешивания на месте производства работ.

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 (метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза).

Расслаиваемость. Способность смеси сохранять свою однородность при динамическом воздействии (связность) определяют путем сопоставления содержания массы заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размером 150×150×150 мм.

Растворную смесь укладывают и уплотняют в форме куба с длиной ребра 150 мм. Затем смесь в форме подвергают вибрированию на лабораторной площадке в течение 1 мин. После этого верхний слой раствора высотой (75 ± 5) мм из формы отбирают на противень, а нижнюю часть выгружают на второй.

После промывки на сите 0,14 мм смеси высушивают и взвешивают. Показатель расслаиваемости растворной смеси рассчитывают по формуле

где С3 – абсолютная величина разности между содержанием заполнителя в верхней и нижней частях образца; ΣС3 – суммарное содержание заполнителя верхней и нижней частей образца, %.

23

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Согласно [10] расслаиваемость свежеприготовленной смеси должна быть не более 10 %.

Средняя плотность – характеризуется отношением массы уплотненной смеси к ее объему, кг/м3, и подсчитывается по формуле

где m0 – масса пустого мерного сосуда, г; m1 – масса мерного сосуда с растворной смесью, г; V – объем мерного сосуда, см3.

Температура применения. Температура кладочных растворов для наружных работ в момент использования должна поддерживаться в пределах, указанных в табл. 3.3.

Примечание. Для кладочных растворных смесей при производстве монтажных работ температура смеси должна быть на 10 °С выше указанной в таблице.

Штукатурные растворы при минимальной температуре наружного воздуха должны иметь температуру:

от 0 до 5 °С – не менее 15 °С; от 5 °С и выше – не менее 10 °С,

а облицовочные:

от 5 °С и выше – не менее 15 °С.

При подогреве заполнителей кладочных растворов их температура в зависимости от вида вяжущего должна быть не выше:

цементное – 60 °С; цементно-известковое, цементно-глиняное и глиняное – 40 °С;

известковое, глино-известковое, гипсовое, известково-гипсовое – 20 °С. Влажность сухих смесей. Согласно [8] влажность сухих растворных сме-

сей, определяемая по ГОСТ 8735-88 [11], не должна превышать 0,1 % по массе.

24

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

К основным свойствам затвердевшего раствора можно отнести:

∙прочность на сжатие;

∙морозостойкость;

∙среднюю плотность;

∙влажность;

∙водопоглощение.

Прочность строительных растворов характеризуется маркой, определяемой сжатием образцов-кубов с длиной ребра 70,7 мм или половинок образцов-балочек размерами 40×40×160 мм (после испытания их на изгиб по ГОСТ 310.4-81 [12]) в возрасте, установленном стандартом. Для приближения условий твердения к реальным условиям твердения кладочных растворов используют формы без дна и устанавливают их на пористое основание.

По прочности на сжатие, выраженной в килограммах на сантиметр в квадрате (кгс/см2), строительные растворы делятся на марки: 4; 10; 25, 50; 75; 100; 150; 200 и 300, причем марки 4; 10 и 25 изготовляются обычно на извести или других местных вяжущих, а растворы более высоких марок – на смешанном цементно-известковом или цементно-глиняном и цементном вяжущих.

Прочность строительных растворов зависит от марки вяжущего и его количества, причем в растворах, твердеющих на плотном основании, в конечном итоге она зависит от водоцементного отношения (формула Н.А. Попова):

где R28р – предел прочности раствора в возрасте 28 сут, кгс/см2 (МПа); Rц – активность цемента, кгс/см2 (МПа); Ц/В – цементно-водное отношение; 0,4 и 0,3 – эмпирические коэффициенты.

В растворах, твердеющих на пористом основании, отсасывающем воду из раствора и выравнивающем в них количество воды, прочность определяют по формуле

где Ц – расход цемента на 1 м3 песка, т; к – коэффициент, выбираемый в зависимости от крупности песка; 0,05 и 4 – эмпирические коэффициенты.

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 конструкций.

Морозостойкость растворов определяется количеством циклов «замораживания – оттаивания» до потери 25 % первоначальной прочности (или 5 % массы). Согласно [8] для растворов установлены следующие марки по морозо-

стойкости: F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200.

25

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Для растворов марок М4 и М10, а также для растворов, приготовленных без применения гидравлических вяжущих, марки по морозостойкости не назначают и не контролируют. Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки обычно имеют марки по морозостойкости F10…F50; для влажных условий эксплуатации они должны быть выше: F100…F200.

3.3. Проектирование состава сложного раствора

Состав сложного раствора определяют исходя из заданной марки раствора по прочности, активности цемента и степени подвижности растворной смеси. Первоначально рассчитывают ориентировочный состав раствора, а затем пробными замесами корректируют его до получения требуемых характеристик.

Расчет состава сложного раствора ведут на 1м3 (1000 л) песка. Для более распространенного случая твердения на пористом основании после отсоса части воды из смеси в ней остается количество воды, пропорциональное расходу вяжущего. Поэтому формулу для расчета прочности раствора можно представить в упрощенном виде:

где Ц – расход цемента, песка, т/м3; к – эмпирический коэффициент, принимаемый для мелкого песка 0,8…1,0; среднего – 1,0…1,3; крупного – 1,3…1,6.

Отсюда расход цемента, кг, на 1 м3 песка:

Состав раствора выражают расходом материалов на 1м3 песка или в объемных частях – «цемент : добавка : песок» (например 1 : 0,2 : 3).

Контрольные образцы растворов приходится испытывать в различном возрасте (до 90 суток). В этом случае марка раствора приблизительно устанавливается расчетом по формуле

где n – возраст образцов, сут; Rnр – прочность раствора в возрасте n дней; a – коэффициент, принимаемый равным 1,5 для цементосодержащих растворов.

26

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

3.4. Приготовление и транспортирование растворов

Растворы приготовляют в виде готовых к применению смесей или в виде сухих смесей, изготовляемых в централизованном порядке и затворяемых перед использованием водой.

В обычных случаях процесс приготовления растворной смеси состоит из дозирования исходных материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения однородной массы. Растворосмесители с горизонтальным лопастным валом выпускают вместимостью по готовому замесу 30; 65; 80; 250 и 900 л. Все они, кроме последнего, – передвижные. Турбулентные смесители с быстро вращающимся ротором готовят вместимостью 65; 500 и 800 л.

Для получения однородного состава тяжелых растворов средняя продолжительность перемешивания должна быть не менее 3 мин. Легкие растворы перемешиваются дольше. При приготовлении цементных растворов с неорганическими пластификаторами в смеситель заливают известковое (глиняное) молоко такой консистенции, чтобы не нужно было добавлять воду. Органические пластификаторы сначала перемешивают в растворосмесителе с водой, а затем загружают песок и вяжущее.

При зимнем ведении работ для получения растворов с положительной температурой подогревают песок и воду до температуры не более 60 °С. Вяжущее подогревать нельзя.

Растворные смеси перевозят в специальных автобетоновозах, в которых смесь постоянно перемешивается, что предохраняет ее от расслоения. При использовании автосамосвалов во избежание расслоения смеси рекомендуется рассчитывать дальность перевозки исходя из свойств растворов: цементноизвестковые по асфальтовой дороге не далее 10 км, по булыжной – 5….6 км.

Известковые растворы, используемые для мокрой штукатурки, завозят на объект как правило в больших объемах. В такие растворы можно при использовании добавить воды и перемешать. Цементные растворы запасают в объемах, достаточных для работы не более 4 часов.

3.5. Применение строительных растворов и требования к ним

3.5.1. Условное обозначение

Условное обозначение строительного раствора состоит из сокращенного обозначения назначения, вида применяемого вяжущего, марок по прочности и подвижности, средней плотности (для легких растворов) и обозначения стандарта [8]. Для сухих растворных смесей указывается еще и степень готовности.

Например, тяжелый раствор, кладочный, на известково-гипсовом вяжущем, марки по прочности М100, по подвижности – Пк 2 характеризуется как

Раствор кладочный, известково-гипсовый, М100, Пк 2, ГОСТ 28013-98.

27

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

3.5.2. Кладочные и монтажные растворы

Для каменных работ, выполняемых из штучных материалов, используют кладочные растворные смеси на основе различных минеральных вяжущих, строительного песка и добавок. В табл. 3.4 и 3.5 приведены минимально допустимые марки кладочных растворов для наружных стен и подземных частей зданий, применяемых при положительной температуре [13].

Таблица 3.4

Минимальные марки растворов для кладки наружных стен зданий

В кладке перемычек, простенков, карнизов, столбов марка растворов может быть повышена до 100. Виброкирпичные панели изготовляют с применением растворов марок 75, 100, 150, приготовленных на шлако- и портландцементе.

Таблица 3.5

Минимальные марки растворов для кладки подземных и цокольных частей зданий

При кладке из камней правильной формы основное влияние на несущую способность конструкции оказывает не марка скрепляющего раствора, а прочность камней. Поэтому подбор состава строительного раствора не требует такой точности, как определение состава бетона, и состав растворов назначают, используя готовые таблицы.

28

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

При применении органических пластификаторов составы корректируют в сторону уменьшения расхода вяжущего, т. е. растворы становятся более экономичными. При этом расход вяжущего в растворе должен обеспечивать получение требуемой удобоукладываемости, плотности, прочности и долговечности

(табл. 3.6).

Для кладки каменных фундаментов во влажных грунтах и ниже уровня грунтовых вод применяют растворы на портландцементе с активными минеральными добавками или на шлакопортландцементе с минимальным расходом цемента 125 кг/м3.

Вяжущие при приготовлении растворов для каменных кладок, изготовления крупных панелей и блоков, монтажа крупноблочных и крупнопанельных стен и других бетонных и железобетонных конструкций выбираются в зависимости от условий эксплуатации. Например, монтажные растворы для заделки стыков сборных конструкций изготовляют на портландцементе, расширяющемся или безусадочном, а марку раствора назначают в зависимости от условий работы соединяемых элементов.

При монтаже стен горизонтальные швы между панелями из тяжелого бетона заполняют раствором марки не ниже 100, а из легкого – не ниже 50. В крупноблочных стенах раствор для горизонтальных швов выбирается марок от 10 до 50, а для расшивки вертикальных швов – не ниже 50.

Для монтажа несущих железобетонных конструкций марка цементного раствора должна быть не ниже класса бетона этой конструкции, как, впрочем, и марка по морозостойкости.

Одним из важнейших факторов, влияющих на рост прочности растворов, является температура твердения растворов. Растворы на шлаковом, пуццолановом и цементах для строительных растворов замедляют нарастание прочности при температурах ниже 15 °С. Для определения прочности растворов, твердеющих при пониженных температурах, достаточно вычисленные значения расхода цемента (табл. 3.7) умножить на коэффициенты:

0,3 – при температуре твердения 0 °С;

0,7 – при температуре твердения 5 °С;

0,9 – при 10 °С;

1 при 15 °С и выше.

29

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

При работах в зимнее время марки растворов повышают на одну ступень против марки при летних работах. Кроме этого, растворные смеси зимой выпускаются подогретыми, причем температура устанавливается в зависимости от вида работ и температуры наружного воздуха.

Для конструкций, возводимых в зимних условиях способом замораживания, применяются сложные растворы и растворы с органическими добавками – пластификаторами – на различных цементах. Предел прочности на сжатие таких растворов в стадии оттаивания принимается равным 0,2 МПа для растворов марки 25 и выше на портландцементе и 0 МПа для растворов на шлако- и пуццолановом портландцементе.

При возведении каменных, крупноблочных и крупнопанельных конструкций в зимних условиях без искусственного прогрева для повышения их несущей способности рекомендуется применять растворы марки 50 и выше.

В случае возведения зданий беспрогревным методом в качестве антиморозных добавок применяют поташ, нитрит натрия и другие комплексные добавки типа НКМ (нитрат натрия плюс мочевина) табл. 3.8.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com