227

Глава 6.

Материалы и изделия на основе

минеральных вяжущих

На основе минеральных вяжущих веществ получают красочные составы, используемые для декоративной отделки и защиты внутренней поверхности стен, фасадов зданий, общестроительные (кладочные, отделочные) и специальные растворы, тонкостенные асбоцементные изделия, а также легкие и тяжелые бетоны различного назначения.

6.1. Красочные составы и строительные растворы

Для отделки фасадов зданий и внутренних кирпичных, бетонных, оштукатуренных поверхностей целесообразно использовать шпатлевочные, грунтовочные и красочные составы на основе гипса, извести, жидкого стекла, белого и цветного портландцемента. Работа с ними безопасна, не требует применения таких дорогостоящих и вредных для организма человека материалов, как полимерные смолы и органические растворители. Примеры используемых составов приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Виды и назначение малярных составов на основе минеральных вяжущих

Виды связующего	Назначение малярного состава	Применение
Гипс	Шпатлевки	Выравнивание окрашиваемой поверхности
Известь	Грунтовки. Окрасочные составы: известковые известково-гипсовые	Окраска потолков, стен помещений временного характера, а также складов, подвалов. Окраска по наружной штукатурке
Декоративный портландцемент	Шпатлевки. Окрасочные составы: цементные известково-цементно-песчаные	Наружная и внутренняя окраска по штукатурке, кирпичу, бетону. Окраска фасадов по штукатурке
Жидкое стекло (калиевое, натриевое)	Грунтовки, шпатлевки Окрасочные декоративные силикатные составы Кислотостойкие составы	Окраска фасадов и лестничных клеток жилых домов по кирпичу, бетону, штукатурке. Антикоррозионная защита строительных конструкций и технологического оборудования

При увеличении доли и размера частиц наполнителя шпатлевки приобретают новые свойства, назначение и название – растворные смеси. Составы растворных смесей, в которые входят такие основные компоненты, как минеральное вяжущее, мелкий заполнитель размером менее 5 мм и вода, рассчитывают в зависимости от назначения по специальным формулам с использованием графиков и таблиц. В результате твердения пластичная однородная смесь приобретает прочность искусственного камня, который называют строительным раствором. Для регулирования свойств в составы вводят минеральные (золы, шлак, опоку, туфы, глину) и химические (ускорители и замедлители твердения, пластификаторы и др.) добавки. При подборе состава растворов необходимо учитывать их технологические особенности, к которым относятся следующие:

• растворные смеси наносят на готовую поверхность относительно тонким слоем (1 – 2 см);

• равномерное распределение растворов по поверхности достигается не за счет приложения механических воздействий, а в результате их высокой пластичности;

• растворные смеси наносят на пористую, водоотсасывающую поверхность материалов;

• так как скорость выработки растворных смесей небольшая (штукатурные, кладочные работы) и привозят их, как правило, при большом объеме работ на строительные площадки с завода в готовом виде (товарный раствор), следовательно, они должны обладать медленными сроками схватывания и загустевания;

• в связи с тем, что строительные растворы в процессе эксплуатации не испытывают высоких нагрузок, прочность их небольшая;

• для достижения заданной марки раствора рационально использовать низкомарочные вяжущие (известь, гипс, наполненный цемент);

• твердение растворных смесей происходит только в естественных условиях.

Качество растворной смеси оценивают по пластичности, определяемой по глубине погружения металлического конуса определенного размера; водоудерживающей способности, обеспечивающей получение нерасслаиваемых, однородных смесей; срокам схватывания и потери подвижности.

Полученный в результате твердения раствор должен обладать прочностью и специальными свойствами, обусловливающими его применение по назначению. Так при эксплуатации в условиях действия отрицательных температур – морозостойкостью (от F10 до F100), воды под давлением (гидроизоляционный) – высокой плотностью и водонепроницаемостью, жидких агрессивных сред (антикоррозионный) – коррозионной стойкостью, теплоизоляционный раствор должен иметь низкий коэффициент теплопроводности, акустический – обеспечивать поглощение звуковых волн.

Марку растворов по пределу прочности на сжатие определяют на образцах кубах с размером ребра 7,07 см в возрасте 28 сут естественного твердения. При определении марки кладочных растворов с целью приближения условий твердения к реально происходящим образцы изготавливают в формах без дна, устанавливая их на водоотсасывающее основание (кирпич). В зависимости от требуемой марки раствора применяют различные виды вяжущих. Для марок 4 – 25 используют местные вяжущие: известь, гипс; 50 – 75 – смешанные известково-цементные, известково-шлаковые и 100 – 300 – разновидности портландцемента. Экономически целесообразно для строительных растворов использовать наполненные цементы, полученные совместным помолом или смешиванием обычного рядового портландцемента с тонкомолотыми добавками – наполнителями (известняк, песок, опока). Марку раствора принимают по проекту, подвижность смеси назначают с учетом вида и условий работы. Необходимую прочность сцепления раствора с основанием обеспечивают за счет правильного подбора состава, достаточной шероховатостью и чистотой поверхности, смачиванием поверхности перед нанесением растворной смеси.

Растворы классифицируют по назначению на кладочные, отделочные и специального назначения. Кладочные растворы применяют для скрепления мелкоштучных изделий при возведении фундаментов, стен, столбов, сводов из кирпича, природного и искусственного камня, а также при изготовлении и монтаже крупноблочных и крупнопанельных элементов.

Подвижность кладочных растворов принимают в зависимости от назначения и способа укладки. Для заполнения горизонтальных швов при монтаже крупноразмерных стеновых панелей и расшивки швов – 5 – 7 см; изготовления крупных блоков из мелкоштучных материалов (кирпича, камней) и заполнения швов при их монтаже – 9 – 13 см; для кладки из бутового камня – 4 – 6 см. Приготовление кладочных растворов производят с использованием песка крупностью до 2,5 мм в случае применения камней правильной формы и до 5 мм при работе с бутовым камнем.

Вид применяемого вяжущего зависит от проектируемой марки раствора, долговечности здания и температурно-влажностных условий эксплуатации (табл. 6.2).

Таблица 6.2

Выбор вяжущего для кладки конструкций,

различных по условию эксплуатации [23]

Условия эксплуатации и вид конструкций	Рекомендуемый вид основного вяжущего
Надземные стеновые конструкции при относительной влажности воздуха помещений до 60 %. Фундаменты в маловлажных грунтах	Портландцемент, шлакопортландцемент Шлако- и пуццолановый портландцементы
Надземные стеновые конструкции при относительной влажности воздуха помещений более 60 % Фундаменты в очень влажных и насыщенных водой грунтах	Пластифицированный и гидрофобный портландцементы Шлако- и пуццолановый портландцементы, известково-шлаковые вяжущие, роман- цемент
Фундаменты при агрессивных грунтовых водах	Сульфатостойкий портландцемент и шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент
Крупноразмерные блоки и панели (изготовление и монтаж)	Портландцемент рядовой, пластифици-рованный, шлакопортландцемент

Марка раствора для кладки наружных стен в зависимости от влажности помещения составляет М10…50, подземной и цокольной М25…50, заполнения горизонтальных швов при монтаже панелей и блоков от М150 до М100 в зависимости от вида используемого бетона – легкого или тяжелого соответственно. При выполнении кладочных работ в зимнее время для обеспечения набора прочности в растворы вводят противоморозные добавки, понижающие температуру замерзания воды, количество которых зависит от температуры окружающего воздуха и составляет от 5 до 15 % массы вяжущего.

В летний период строительных работ эффективно использование пластифицирующих добавок, повышающих пластичность растворных смесей и замедляющих их загустевание.

Отделочные растворы могут быть обычными штукатурными и декоративными. Первые подразделяют по виду вяжущих – на цементные, цементно-известковые, известковые, известково-гипсовые, гипсовые, известково-глиняные, глиняные; по назначению – для наружных и внутренних штукатурок; по расположению слоев – подготовительные и отделочные. Для штукатурных растворов очень важным показателем является пластичность, которая должна обеспечивать равномерное распределение раствора тонким слоем по поверхности. С целью повышения водоудерживающей способности и исключения расслаиваемости высокоподвижных смесей вводят пластифицирующие добавки, которые могут быть как органическими, так и в виде известкового или глиняного теста.

Выбор вяжущего зависит от условий эксплуатации штукатурного состава. Наружное оштукатуривание фасадов и помещений, эксплуатируемых во влажных условиях (свыше 60 %), выполняют растворами на гидравлических вяжущих. При оштукатуривании стен в помещениях с воздушно-сухим режимом эксплуатации (менее 60 %) применяют следующие виды штукатурных растворов:

• для внутренних поверхностей наружных каменных и бетонных стен – известковые и цементно-известковые;

• для поверхностей внутренних каменных или бетонных стен и перегородок – известковые;

• для гипсовых перегородок – известково-гипсовые и гипсовые с добавлением наполнителя;

• для оштукатуривания и затирки мест сопряжения конструкций, применяемых в крупнопанельном и крупноблочном строительстве, – сухие смеси, затворяемые водой на рабочем месте.

Наибольшее распространение нашли известковые растворы, которые хорошо сцепляются с кирпичными, шлакобетонными и деревянными поверхностями, хуже – с цементно-бетонными. Поэтому при оштукатуривании бетонной поверхности первый слой (подготовительный) выполняют цементным или известково-цементным раствором. Так как известковые растворы на гашеной извести медленно схватываются и твердеют, их можно готовить для работы на 2 – 3 сут. Растворы на негашеной извести и гипсе теряют подвижность через 5 – 10 мин, поэтому с целью замедления схватывания и облегчения работы с ними в состав вводят глину, цемент или добавки – замедлители твердения. Для надежного сцепления раствора с ремонтируемой бетонной поверхностью используют полимерцементные растворы с предварительной огрунтовкой дефектных мест эмульсией ПВА или к цементному раствору добавляют 5 %-ный водный раствор нитрита натрия.

Декоративные растворы должны обладать светостойкостью и иметь хорошее сцепление с отделываемой поверхностью. Цветные известково-песчаные растворы состоят из известкового теста, песка с небольшими добавками белого или обычного цемента и пигментов. Для отделки фасадной стороны панелей в процессе их формования применяют смеси, состоящие из белого цемента и цветной каменной крошки в соотношении от 1:1 до 1:5, которые имитируют различные горные породы. Для внутренней отделки интерьеров чаще применяют известь, гипс, гипсополимерцемент, цементно-полимерное вяжущее. Заполнителями для декоративных растворов служат промытые кварцевые пески или каменная крошка, получаемая путем дробления горных пород. Используют также керамическую, стеклянную, угольную, сланцевую, пластмассовую крошку с размером частиц 2 – 5 мм, приклеиваемую на полимерцементном составе (внешняя отделка) или водоэмульсионной краске (внутренняя отделка). Для получения искрящихся поверхностей в состав раствора вводят слюду или дробленое стекло, в качестве красящих добавок – щелочестойкие пигменты (охру, сурик железный, оксид хрома, ультрамарин и др.).

К специальным видам растворов относят гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, кислотостойкие и др. Гидроизоляционные растворы применяют для оштукатуривания внутренних поверхностей отстойников, хранилищ, тоннелей, а также для устройства водонепроницаемых цементных стяжек в санузлах. Для обеспечения водонепроницаемости в них добавляют растворимое стекло, алюминат натрия, хлорид железа, битумную эмульсию. Растворы с алюминатом натрия применяют для заделки трещин в бетоне, через которые просачивается вода, для устройства водонепроницаемых штукатурок по сырым, невысыхающим поверхностям бетона и каменной кладки. С этой же целью используют инъекционные (нагнетаемые) растворы, которые подают на поверхность под давлением.

Теплоизоляционные штукатурки получают из смеси гипсового вяжущего и опилок, пропитанных жидким стеклом, или введением таких легких заполнителей, как перлит, керамзит, шлак. Для усиления акустических свойств за счет создания шероховатой поверхности теплоизоляционные штукатурки наносят без затирки и окраски. В огнезащитные штукатурки, которые могут быть как на основе гипса, так и жидкого стекла в сочетании с огнеупорной глиной, вводят минераловатные гранулы или асбест.

Кислотостойкие растворы представляют собой смесь кислотостойкого тонкомолотого кварцевого наполнителя с кремнефтористым натрием и кислотостойким заполнителем, затворенную жидким натриевым или калиевым стеклом. Эти растворы применяют в качестве кислотостойких штукатурок для антикоррозионного покрытия различных аппаратов и емкостей, а также при облицовке строительных конструкций штучными кислотостойкими материалами. Для повышения водостойкости, плотности и непроницаемости в состав растворов рекомендуется вводить эмульсию парафина, полимерные добавки. Рентгенозащитные штукатурки выполняют с использованием в качестве заполнителя баритового песка, содержащего сернокислого бария не менее 85 %. Этот вид штукатурок применяют взамен дефицитной свинцовой изоляции рентгеновских кабинетов.

Строительные растворы различного назначения поступают на стройплощадки в готовом виде с завода или их получают путем затворения водой сухих смесей, поставляемых в специальной таре.

Второй способ предпочтительнее и находит все большее распространение, благодаря широкой номенклатуре составов, включающих для придания заданных технологических и эксплуатационных свойств, кроме основных компонентов, добавки широкого спектра действия. Так предприятия ОАО «Забудова» (Беларусь) выпускают сухие растворные смеси 50 различных назначений: для кладки кирпича, бетонных блоков, облицовочных работ, внутреннего и наружного оштукатуривания зданий, выполнения наливных самовыравнивающихся полов, гидроизоляционных работ и т.д.