Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016

Существуют различные виды наполнителей:

•тонкоизмельченные горные породы и минералы (известняковые, доломитовые и др.);

•порошки помола керамического боя, шлака и других отходов промышленности;

•зола-унос;

•декоративные наполнители (мраморная крошка, слюда и др.);

•армирующие волокна (полимерные, целлюлозные, базальтовые, асбестовые и др.).

Добавки

Добавки — органические и неорганические вещества, которые вводят в смеси в процессе их приготовления с целью направленного регулирования их технологических свойств и/или придания им новых свойств.

Вотличие от заполнителей и наполнителей добавки вступают в реакцию с одним или несколькими компонентами смеси. Расход добавки составляет от 0,01 до 2 % от массы вяжущего или сухой смеси.

Взависимости от основного эффекта действия модифицирующие добавки подразделяются на следующие виды [11]:

1) добавки, регулирующие свойства смесей:

• пластифицирующие и суперпластифицирующие (обеспечивающие увеличение подвижности растворной смеси при снижении прочности раствора не более чем на 5 %);

• водоредуцирующие (снижающие водопотребность растворной смеси от 7 до 20 %);

• стабилизирующие (в 2 раза и более снижающие расслаиваемость смеси: растворо- и водоотделение);

• регулирующие сохраняемость удобоукладываемости смеси в 1,5 раза и более;

2) добавки, регулирующие свойства растворов:

• регулирующие кинетику твердения: ускорители, замедлители;

• повышающие прочность растворов в проектном возрасте на 20 %

иболее;

•снижающие водопроницаемость на 2 марки и более;

•повышающие морозостойкость (повышающие стойкость растворов на 2 и более марки в условиях многократного попеременного замораживания и оттаивания);

250

•повышающие коррозионную стойкость в условиях воздействия различных агрессивных сред;

•регулирующие процессы усадки и расширения;

3) добавки, придающие растворам специальные свойства:

•противоморозные (обеспечивающие твердение растворов при отрицательных температурах;

•гидрофобизирующие (снижающие водопоглощение растворов и придающие им водоотталкивающие свойства).

Основные показатели качества сухих строительных смесей

В соответствии с ГОСТ 31357—2008 [26] свойства сухих строительных смесей характеризуются показателями качества смесей в сухом состоянии, смесей, готовых к применению, и затвердевшего раствора.

Косновным показателям качества сухих смесей относятся:

• влажность;

• наибольшая крупность зерен заполнителя;

• содержание зерен наибольшей крупности;

• насыпная плотность.

Косновным показателям качества смесей, готовых к применению, относятся:

• подвижность;

• сохраняемость первоначальной подвижности;

• водоудерживающая способность.

Косновным показателям качества затвердевшего раствора относятся:

• прочность на сжатие (кроме клеевых);

• водопоглощение;

• морозостойкость (кроме смесей для внутренних работ);

• прочность сцепления с основанием (адгезия);

• водонепроницаемость (для гидроизоляционных смесей);

• истираемость (для напольных смесей);

• морозостойкость контактной зоны (кроме смесей для внутренних работ).

Для смесей конкретного вида установлены дополнительные показатели качества в соответствии с областью их применения:

• прочность на растяжение при изгибе;

• деформации усадки (расширения);

251

•стойкость к ударным воздействиям;

•модуль упругости;

•теплопроводность;

•паропроницаемость;

•коррозионная стойкость при различных видах коррозии.

Методы испытаний строительных смесей

Испытания строительных смесей на цементном вяжущем проводят в соответствии с ГОСТ 31356—2007 [25]. Стандарт устанавливает методы определения показателей свойств растворных смесей, готовых к применению, и затвердевших растворов:

•подвижность по расплыву кольца;

•водопоглощение при капиллярном подсосе;

•прочность сцепления (адгезию) растворов с основанием;

•морозостойкость растворных и дисперсных смесей;

•морозостойкость контактной зоны.

•Определение подвижности растворной смеси

Сущность метода заключается в определении количества воды, необходимого для получения растворной смеси требуемой подвижности, определяемой по диаметру расплыва (растекаемости) образца растворной смеси.

Подвижность по расплыву кольца определяют для дисперсных цементных растворных смесей. Кольцо из нержавеющего металла внутренним диаметром 70 мм и высотой 50 мм устанавливают в центр стеклянной пластины размером 400×400 мм, предварительно протертой влажной тканью. Приготовленную растворную смесь быстро за один прием переносят в кольцо, также протертое влажной тканью. Излишки смеси срезают вровень с краями кольца ножом. Через 10—15 с после заполнения смесью кольцо поднимают вертикально на высоту 10—15 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва растворной смеси измеряют линейкой сразу после поднятия кольца в двух взаимно перпендикулярных направлениях и вычисляют среднеарифметическое значение результатов двух измерений диаметра расплыва.

Марку по подвижности и критерий оценки подвижности устанавливают в нормативных или технических документах на сухие смеси конкретных видов в зависимости от их назначения.

252

• Определение водопоглощения при капиллярном подсосе

Водопоглощение при капиллярном подсосе (Wк.п) определяют по объему воды, поглощенной образцом, высушенным до постоянной массы, при атмосферном давлении за счет капиллярных или адсорбционных сил.

Для испытания изготавливают не менее трех образцов-призм размером 40×40×160 мм. Образцы выдерживают не менее 28 сут при температуре (20±2)°С по следующему режиму:

2 сут — хранение образцов в форме; 5 сут — хранение образцов после распалубки при влажности окру-

жающего воздуха (95±5)% и далее 21 сут — при влажности (65±5)%. По истечении 28 сут торцевые грани образцов обрабатывают штука-

турной теркой для получения шероховатой поверхности.

Перед испытанием образцы высушивают до постоянной массы при температуре (105±5)°С. Массу образца считают постоянной, если разность между результатами двух последовательных взвешиваний не превышает 0,2 % массы образца. Промежуток времени между двумя последовательными взвешиваниями должен быть не менее 4 ч. Боковые грани образцов-призм покрывают водонепроницаемым составом (расплавленным парафином, эпоксидной смолой и др.) и взвешивают (m1). Затем образцы помещают торцевой гранью в ванну на сетчатую подставку. Ванну заполняют водой температурой (20±5)°С так, чтобы торец был погружен в воду на 5—10 мм (рис. 2.2). Уровень воды в ванне поддерживается постоянным в течение всего времени испытания. Через 24 ч образцы извлекают из воды, удаляют с их поверхности избыток воды влажной тканью и взвешивают (m2).

Рис. 2.2. Схема испытания по определению водопоглощения при капиллярном подсосе

253

Водопоглощение при капиллярном подсосе (Wк.п), кг/(м2∙ч0,5), определяют по формуле

где m1 — масса сухого образца, кг;

m2 — масса образца после насыщения водой, кг; S — площадь увлажняемой грани образца, м2;

Kw — коэффициент, учитывающий время насыщения образца и рав-

ный 1 , ч–0,5. 24

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов испытания трех образцов.

• Определение прочности сцепления с основанием (адгезии)

Сущность метода заключается в определении предельного сопротивления отрыву затвердевшего раствора от основания.

Образцы для испытания изготавливают в форме цилиндров диаметром 50 мм или призмы с квадратным поперечным сечением размером 50×50 мм и толщиной не более 10 мм. На бетонное основание (размером не менее 300×150×40 мм) устанавливают трафарет, на который наносят смесь, готовую к применению и с установленной маркой по подвижности. Смесь заглаживают металлическим шпателем, после чего трафарет снимают (в качестве основания могут быть использованы другие виды материалов (кирпич, природный камень, гипсовые плиты и др.) в зависимости от области применения сухой смеси). Образцы цилиндрической формы могут быть изготовлены без использования трафарета. Для изготовления образцов цилиндрической формы смесь, готовую к применению, наносят на основание слоем толщиной не более 10 мм и разглаживают. В период структурообразования (до начала твердения) в слой смеси, вращая вдавливают до основания усеченные конические кольца. Затем, продолжая вращение, кольца осторожно удаляют. Число образцов для испытания должно быть не менее пяти.

Образцы цементных растворов до проведения испытания хранят в течение 7 сут при температуре (20±2)°С и относительной влажности (95±5)%, а затем в течение 21 сут — при температуре (20±2)°С и отно-

254

сительной влажности (65±5)%. Таким образом, общее время твердения образцов должно составлять 28 сут. Через 27 сут к затвердевшим образцам эпоксидным или другим быстротвердеющим клеем высокой прочности приклеивают штамп и продолжают хранение образцов при температуре (20±2)°С и относительной влажности (65±5)% в течение 24 ч. Силу отрыва образ-

цов от основания определяют через 24 ч на Рис. 2.3. Определение прочности сцепления

прессе, прикладывая к штампу силу со ско-

ростью ее нарастания 250 Н/с (рис. 2.3).

раствора с основанием

При испытании отмечают характер отрыва образцов от основания. Варианты отрыва образцов от основания приведены на рис. 2.4.

АТ-1 — адгезионный отрыв по границе образец—основание.

Значение, полученное при испытании, равно фактической прочности сцепления

АТ-2 — когезионный отрыв по телу образца.

Прочность сцепления больше значения, полученного при испытании

АТ-3 — отрыв по телу основания. Прочность сцепления больше значения, полученного при испытании

Рис. 2.4. Варианты отрыва образцов раствора от основания: 1 — металлический штамп (пластинка); 2 — клей; 3 — образец раствора; 4 — бетонная плита (основание)

Если разрушение произошло по слою клея, испытание проводят повторно, так как были допущены ошибки при приклеивании металлического штампа (пластинки) или неправильно выбран клей.

Прочность сцепления (адгезию) образца с основанием определяют как максимальную силу, приложенную перпендикулярно к поверхности образца, при которой происходит отрыв образца от основания.

255

Прочность сцепления с основанием (адгезию) при испытании одного образца Аi, Н/мм2 (МПа), определяют по формуле

i S

где F — максимальная сила отрыва образца от основания, Н;

S — площадь контакта поверхности образца с основанием, мм2.

За окончательный результат испытания принимают среднеарифметическое значение результатов испытаний всех образцов А, МПа, рассчитанное по формуле

В зависимости от прочности сцепления цементных растворов с бетонным основанием в проектном возрасте устанавливают классы затвердевших составов, приведенные в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Классы затвердевших цементных растворов по прочности сцепления с бетонным основанием

Прочность сцепления с бетонным основанием (адгезия) А,

МПа, не менее

• Предел прочности цементных растворов на растяжение при изгибе и сжатии определяют в соответствии с ГОСТ 310.4—81 [23] и ГОСТ 5802—86 [29] на образцах-призмах размером 40×40×160 мм и кубов с ребром 70,7 мм, изготовленных из растворной смеси после 28-суточно- го нормального твердения при 15—25 оС.

256

Классы (марки) по прочности на сжатие и растяжение при изгибе для клеевых, штукатурных и шпаклевочных цементных смесей в соответствии с ГОСТ Р 54359—2011 [40] представлены в табл. 2.5 и 2.6.

Таблица 2.5

Классы (марки) затвердевших цементных смесей по прочности на сжатие

• Определение морозостойкости растворных и дисперсных смесей

При определении морозостойкости растворных и дисперсных смесей применяют следующие методы:

•основной при многократном замораживании и оттаивании;

•ускоренный (дилатометрический) при однократном заморажива-

нии.

257

Условия испытания при определении морозостойкости по основному методу принимают по табл. 2.7.

Таблица 2.7

Условия испытания при определении морозостойкости основным методом

Число циклов замораживания — оттаивания для раствора марки по морозостойкости

* Над чертой указано число циклов, после которого проводят промежуточное испытание, под чертой — итоговое число циклов, соответствующее марке смеси по морозостойкости.

Для основного метода испытания используют образцы-кубы с ребром 100 или 70 мм или образцы-призмы размером 40×40×160 мм в количестве 18 шт. (6 — контрольных и 12 — основных). Для ускоренного метода используют образцы-кубы с ребром 100 или 70 мм или об- разцы-цилиндры диаметром и высотой 70 мм в количестве 3 шт. (допускается также испытание пластин размером 100×100×(20…60) мм).

Образцы испытывают сериями в проектном возрасте после выдержки в камере нормально-влажностного твердения в соответствии с ГОСТ 31357—2008 [26]. Если проектный возраст образцов не установлен, то за проектный возраст принимают 28 сут твердения образцов при температуре (23±5)°С и относительной влажности воздуха (65±5)%.

Контрольные образцы раствора перед испытанием на прочность, а основные образцы перед замораживанием насыщают водой при температуре (18±2)°С, для чего образцы погружают в жидкость на 1/3 их высоты на 24 ч, затем уровень жидкости повышают до 2/3 высоты образца и выдерживают в таком состоянии еще 24 ч, после чего образцы полностью погружают в жидкость на 48 ч таким образом, чтобы уровень жидкости был выше верхней грани образцов не менее чем на 20 мм.

Испытания по основному методу проводят в соответствии с ГОСТ 10060—2012 [1]. Число циклов замораживания — оттаивания в зависимости от марки смесей по морозостойкости принимают по табл. 2.8.

Среднюю прочность на сжатие серии контрольных и основных образцов определяют по ГОСТ 10180—2012 [2].

258

Таблица 2.8

Число циклов замораживания — оттаивания при определении

морозостойкости раствора по основному методу

Число циклов замораживания — оттаивания для раствора марки по морозостойкости

* Над чертой указано число циклов, после которого проводят промежуточное испытание, под чертой — итоговое число циклов, соответствующее марке смеси по морозостойкости.

Марку смесей по морозостойкости при испытании основным методом принимают за соответствующую требуемой, если среднее значение прочности на сжатие основных образцов после проведения числа циклов переменного замораживания и оттаивания (см. табл. 2.8) для данной марки уменьшилось не более чем на 10 % по сравнению со средней прочностью на сжатие контрольных образцов.

Испытание по ускоренному методу проводят в соответствии с ГОСТ 10060—2012 [1]. При испытании серии образцов по ускоренному методу марку смесей по морозостойкости, выраженную в циклах переменного замораживания и оттаивания образцов в воде, принимают по табл. 2.9.

Таблица 2.9

Число циклов замораживания — оттаивания при определении морозостойкости раствора ускоренным методом

259