Тема 3. Отделочные материалы. Штукатурные растворы, лаки и краски

Строительные растворы

Строительный раствор – это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания растворной смеси, состоящей из вяжущего, воды, мелкого заполнителя – песка и добавок, улучшающих свойства растворов.

Классификация строительных растворов

По средней плотности строительные растворы бывают тяжелыми со средней плотностью более 1500 кг/м³ и легкими со средней плотностью менее 1500 кг/м³.

По виду вяжущего различают строительные растворы на портландцементе и его разновидностях, на извести, на гипсе, а также на смешанных вяжущих (например, цементно-известковых).

По назначению строительные растворы бывают:

• кладочные (для кирпичной и бутовой кладки);

• штукатурные (для оштукатуривания внутренних стен и фасадов);

• монтажные (для заполнения швов между крупными элементами);

• специальные (декоративные, гидроизоляционные и др.).

Свойства растворных смесей и растворов

Удобоукладываемость. Это способность растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении и транспортировке. Она зависит от подвижности и водоудерживающей способности смеси.

Подвижность растворных смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса стандартного прибора и измеряется в сантиметрах. Подвижность назначают в зависимости от вида раствора и пористости основания. Для кирпичной кладки подвижность составляет 9-13см, для бутовой кладки – 1-3см.

Водоудерживающая способность. Это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных добавок (извести, золы и др.).

Прочность. Прочность затвердевших строительных растворов зависит от активности вяжущего, а также от пористости основания, на которое укладывается раствор. При укладке на плотное основание прочность обратнопропорциональна водоцементному отношению, а при укладке на пористое основание прямопропорционально зависит только от расхода вяжущего, так как значительная часть воды забирается пористым основанием.

Строительные растворы по прочности подразделяются на марки М4-200 (R_сж.=0,4-20 МПа). Марку строительного раствора определяют пределом прочности при сжатии образцов-кубов с ребром 7,07см, испытанных в возрасте, установленном стандартом на данный вид раствора.

Морозостойкость. Она характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают растворные образцы-кубы с ребром 7,07см, без снижения прочности на сжатие более 15% и потери массы более 5%. Установлены следующие марки строительных растворов по морозо-стойкости F10-300.

Виды строительных растворов

Кладочные растворы. Составы растворов для каменной кладки зависят от пористости каменного основания и от условий эксплуатации конструкций.

Для воздушно-сухих эксплуатационных условий используют известковые растворы из гашеной или негашеной извести. Известковые растворы очень пластичны, хорошо связываются с кирпичом. Недостатком их является медленное твердение и выделение при твердении воды, что создает неудобства и замедляет сдачу объектов в эксплуатацию. В состав известковых растворов вводятся тяжелые или легкие (поризованные) пески предельной крупностью не более 2 мм.

Для влажных условий эксплуатации используют цементные или известково-цементные растворы. В качестве вяжущего используют портландцемент или шлакопортландцемент с расходом 75-125 кг/м^3.. Цементные растворы имеют наибольшую прочность и морозостойкость, поэтому их употребляют для кладки ниже гидроизоляционного слоя. Смешанные цементно-известковые растворы обладают достаточно высокой прочностью и морозостойкостью, хорошей удобоукладываемостью; их используют при возведении подземных и надземных частей зданий.

Отделочные растворы. Различают две группы отделочных растворов – для обычных штукатурок и декоративно-отделочных, каждая из которых может предназначаться для наружных и внутренних работ. Для наружной отделки кирпичных и бетонных стен применяют цементно-известковые штукатурные растворы, для конструкций, подвергающихся увлажнению – цементные растворы. Для внутренней отделки используют известковые, известково-гипсовые, цементно-известковые и гипсовые растворы. Максимальный размер частиц вяжущего – не более 1,2мм; песка – для нижних слоев штукатурки не более 2,5мм, для верхних слоев не более 1,2мм.

Для декоративной отделки железобетонных панелей используют отделоч-

ные растворы на белом или цветном портландцементе, для цветных декоративных отделок внутри здания – известковые и гипсовые растворы с добавкой пигментов. Различают несколько видов художественно-декоративных штукатурок: искусственный мрамор, сграффито, террацо, терразит и др. Искусственный мрамор (или стукко) изготавливают из высокообжигового гипса с квасцами и клеем, иногда с добавкой мраморной пудры. После затвердевания поверхность шлифуют и полируют до зеркального блеска. Искусственный мрамор широко применялся в архитектуре советского периода (гостиница «Москва»), а также при реставрации, в том числе Останкинского и Павловского дворцов. Сграффито – разновидность штукатурки с рельефным многоцветным орнаментом или рисунком, получаемым путем последовательного нанесения на поверхность основания двух и более тонких слоев цветной растворной смеси и вырезания рисунка специальными инструментами на еще не затвердевших слоях до обнажения необходимого цвета. Для этой цели применяют известковые или цементно-известковые окрашенные штукатурные смеси. Террацо – это отделка на основе обычного или цветного портландцемента с применением в качестве заполнителя крошки декоративных горных пород (чаще всего мрамора). Затвердевший раствор шлифуют и полируют. Террацо используют для отделки полов и ступеней, а также бетонных стеновых панелей, цоколей и др. Терразит – это растворная смесь, имитирующая природный камень, которая изготавливается из известково-цементного вяжущего с тонкомолотым мрамором, минеральными красителями и слюдой (или битым стеклом). Используют для внутренней отделки стен.

Лакокрасочные материалы.

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием.

Основные компоненты красочных составов.

Связующие вещества. Они являются главными компонентами красочного состава, определяющими консистенцию краски, а также прочность, твердость и долговечность образующейся пленки.

В зависимости от вида красочного состава связующими веществами являются: полимеры – в полимерных красках, олифы – в масляных красках, цементы – в цементных красках, известь – в водно-известковых красках, жидкое стекло – в силикатных красках и т.д.

Пигменты. Они представляют собой тонкие цветные порошки, не растворимые в связующем веществе и растворителе. От них зависит не только цвет, но и долговечность лакокрасочного покрытия. Подобно заполнителю в бетонах и растворах, пигменты уменьшают усадочные деформации пленки при ее твердении (высыхании) и при колебании влажности окружающей среды. Пигменты подразделяются на неорганические и органические. Неорганические пигменты бывают природные (мел, охра, сурик, мумия) и искусственные. Искусственные пигменты представляют собой в основном оксиды и соли металлов. К ним относятся белила, кроны, ультрамарин, лазурь малярная и др. Органические пигменты подразделяются на природные (сажа, графит) и синтетические, представляющие собой сложные органические соединения. Обычно названия синтетических пигментов отражают их цвет, а не состав. Например, пигмент алый, пигмент желтый светостойкий и т.д.

Качество пигментов определяется чистотой тона и интенсивностью цвета, устойчивостью к свету, кроющей способностью и др. Дисперсность (тонкость помола) пигмента влияет на все его основные свойства. Чем мельче частицы пигмента, тем выше его укрывистость и красящая способность. Укрывистость характеризует расход красочного состава на единицу окрашиваемой поверхности. Красящая способность – это свойство пигмента передавать свой цвет белому пигменту. Светостойкость – свойство сохранять свой цвет при действии ультрафиолетовых лучей. Атмосферостойкость – это свойство пигмента длительно противостоять воздействию атмосферных факторов: воды, воздуха, агрессивных газов, содержащихся в атмосфере, перемене температур и влажности и др.

Пигменты классифицируются и по цвету.

Белые пигменты. Природными белыми пигментами являются мел и известь. Также к ним относятся белила: титановые (оксиды титана), цинковые (оксиды цинка), свинцовые (карбонаты свинца), литопоновые (сульфаты бария) и др.

Черные пигменты. Природными черными пигментами являются сажа и графит. Неорганическим черным пигментом считают перекись марганца (пиролюзитовая чернь).

Желтые пигменты. Природными желтыми пигментами являются охры (гидроксиды железа с примесью глины) и сиены (глинистые с марганцевыми примесями породы).

Коричневые и красные пигменты. Природные коричневые пигменты – умбра (глина с примесями железа и марганца), сурик (оксиды железа с глиной), мумия (оксиды железа с гипсом, карбонатами и др.). Сурик и мумия имеют цвет от коричневого до темно-красного.

Синие пигменты. К ним относятся неорганические искусственные пигменты – ультрамарин и лазурь малярная . Ультрамарин получают сплавлением белой глины –каолина с содой и серой. Он нестоек к действию кислот. Лазурь малярная представляет собой сложную соль трехвалентного железа, не щелочестойка, поэтому при нанесении на бетон или штукатурку может терять цвет.

Зеленые пигменты. Это неорганические искусственные вещества – оксиды хрома, устойчивые к действию кислот и щелочей, а также зелень цинковая, которую получают смешением солей цинка с малярной лазурью.

Растворители и разбавители. Растворители способны растворять связующее вещество. В основном это органические жидкости – ацетон, скипидар, бензол, уайт-спирит и др. Разбавители не растворяют пленкообразующие вещества и служат лишь для уменьшения вязкости красочного состава, т.е. их добавляют для придания краскам удобонаносимости. Роль разбавителя играет олифа в густотертых масляных красках, или вода, вводимая в водоэмульсионные краски.

Наполнители. Наполнители вводят в состав красок для экономии связующих веществ, а также для улучшения механических свойств красочных пленок. В основном используют тонкие природные порошки – мел, тальк, молотый известняк и др.

Виды красочных составов.

Масляные краски. Такими красками называют густые пасты, представляющие собой смесь пигментов, наполнителей и связующего вещества – олифы, переработанных на краскотерочных машинах. Масляные краски выпускают в двух видах: густотертые и готовые к употреблению. Густотертые краски перед использованием надо разводить олифами, готовые краски, содержащие 40-50% олифы, применяют без разведения. Связующим веществом в масляных красках являются олифы, которые могут быть натуральными, полунатуральными и синтетическими. Натуральные олифы получают путем специальной обработки растительных масел – льняного, конопляного и др. Полунатуральные олифы (оксоли) получают путем растворения сильноуплотненного натурального масла в летучем органическом растворителе. Синтетические олифы представляют собой растворы синтетических смол в летучих растворителях.

Масляные краски должны высыхать при температуре 18-20^о в течение 24 часов. Они применяются для защитной окраски металлических конструкций, а также для окраски деревянных элементов зданий и внутренней отделки помещений.

Эмалевые краски. Они представляют смесь пигментов, наполнителей и, в качестве связующих, лаков.

Лаки – это дисперсии природных или искусственных смол в летучем растворителе. По составу они бывают глифталевые, пентафталевые, перхлорвиниловые и др. После высыхания эмалевые краски образуют глянцевую поверхность, обладающую повышенной твердостью. Эмалевые краски используют для покраски санитарно-технического оборудования, деревянных изделий, подвергающихся истиранию, древесно-волокнистых плит, асбестоцементных листов и т.д.

Водно-известковые краски. Это композиции из пигментов (в основном природных), извести и воды. Применяют для окраски кирпичных, оштукатуренных, бетонных и деревянных поверхностей.

Силикатные краски. Их изготавливают на основе жидкого стекла, пигмента и кремнеземистого наполнителя. Используют силикатные краски для окраски фасадов и для защиты деревянных конструкций от возгорания.

Цементные краски. Они изготавливаются из белого портландцемента, пигмента, извести и гидрофобных добавок. Их используют в основном для заводской отделки бетонных панелей.

Полимерные краски. Они представляют собой дисперсии полимеров в воде или органических растворителях. Водорастворимые полимерные краски называются водоэмульсионными. Традиционной для нашей страны является водоэмульсионная краска на основе поливинилацетата (ПВА), но она обладает рядом недостатков, в частности, быстро желтеет. Более современной и совершенной является водоэмульсионная краска на основе акриловых смол, долго сохраняющая белизну. Водоэмульсионные краски используют в основном для внутренней отделки. Для покраски фасадов используют органорастворимые полимерные краски, например, кремнийорганические, перхлорвиниловые, акриловые и др. Полимерные краски для фасадов являются наиболее долговечными и могут эксплуатироваться без ремонта 10 и более лет.

Новым направлением в развитии лакокрасочной промышленности является разработка порошковых красок без растворителя, что улучшает качество красочной пленки, а также повышает пожаробезопасность и экологичность лакокрасочных работ. Эти краски распыляются в виде тонких полимерных аэрозолей на окрашиваемую поверхность и отверждаются на ней под действием температуры или других факторов.