Бетоны на основе органических (древесных) заполнителей

Силикатный бетон — камневидный искусственный строительный конгломерат, получающийся из уплотненной и отвердевшей в автоклаве увлажненной смеси молотой негашеной извести (6... 10%), молотого кварцевого песка (8... 15%) и обычного кварцевого песка (70 ...80%) (или другого заполнителя). Силикатные бетоны могут быть тяжелыми —со средней плотностью (в1 них плотные заполнители — песок и щебень или гравий), легкими — со средней плотностью (в них заполнители — керамзит, аглопорит) и ячеистыми — со средней плотностью. Разделяют бетоны мелкозернистые с крупностью зерен заполнителя до 5 мм и крупнозернистые с зернами более 5 мм. Наибольшее применение получили тяжелые мелкозернистые бетоны с пределом прочности при сжатии 15, 20, 25, 30, 40 и 50 МПа. Можно изготовить высокопрочные силикатные бетоны с более высоким пределом прочности — 60, 70, 80 МПа и более.Морозостойкость таких бетонов, особенно бетонов высокой прочности, достигает 300 циклов попеременного замораживания и оттаивания без заметных следов разрушений структуры. Кроме того, они обладают достаточной водостойкостью и стойкостью к воздействию некоторых агрессивных сред. Прочность, морозостойкость и другие свойства силикатных бетонов в значительной степени зависят от тонкости помола песка и содержания его в смеси при определенном количестве активной СаО. Так, при содержании активной СаО 12,5% с увеличением удельной поверхности молотого песка прочность и морозостойкость силикатного бетона заметно возрастают.Силикатные бетоны можно армировать как обычной, так и предварительно напряженной арматурой. Однако при влажном режиме эксплуатации конструкций арматуру следует защищать антикоррозионными составами. При нормальном режиме эксплуатации арматура в плотном силикатном бетоне не корродирует. В этой связи силикатные бетоны широко применяют в промышленном и гражданском строительстве наравне с обычными цементными бетонами.Из плотных силикатных бетонов изготовляют все несущие конструкции: панели стен и перекрытий, лестничные марши и площадки, балки, колонны, плиты и другие детали для сборного промышленного, гражданского и сельскохозяйственного строительства. Из прочных силикатных бетонов изготовляют также напряженно-армированные железнодорожные шпалы, тюбинги для шахтного строительства и метро, безасбестовый шифер и другие изделия. Силикатный бетон находит применение для строительства сборных покрытий и оснований дорог общего пользования.

ШЛАКОВЫЕ И ЗОЛЬНЫЕ БЕТОНЫ

К бетонам данной группы можно отнести бетоны на основе из-вестково-шлаковых и известково-зольных вяжущих, гипсошлаковом, сульфатно-шлаковом и шлаковом бесклинкерном цементах. В самостоятельную группу можно выделить шлакощелочные бетоны, рассматриваемые отдельно.  Шлаки и золы занимают одно из первых мест среди промышленных отходов. Они образуются при высокотемпературных промессах (1300-1700С) в результате взаимодействия топлива, руды плавней при получении металлов (металлургические шлаки) или при сжигании твердых видов топлива на тепловых электростанциях (топливные шлаки и золы).  Металлургические шлаки подразделяют на шлаки черной и цветной металлургии.  В зависимости от характера процесса и типа печей шлаки черной металлургии делят на следующие виды: доменные, сталеплавильные (мартеновские, конвертерные, бессемеровские и томасовские, электроплавильные), производства ферросплавов, ваграночные шлаки. Наибольшим является выход доменных шлаков, на 1 т чугуна он составляет 0,6-0,7 т. При выплавке стали выход шлаков на 1 т значительно меньше: при мартеновском способе -0,2-0,3; бессемеровском итомасовском -0,1-0,2; при выплавке стали в электропечах - 0,1 -0,04.  Выход шлаков в цветной металлургии зависит от содержания извлекаемого металла в исходной шихте.  Химический состав доменных шлаков представлен в основном четырьмя оксидами: СаО (29-30%), МgО (0-18%), Аl2О3 (5-23%) и SiO2 (30-40%). В небольшом количестве в них содержатся оксиды железа (0,2-0,6%) и марганца (0,3-1%), а также сера (0,5-3,1%). Сталеплавильные шлаки характеризуются более высоким содержанием оксидов железа (до 20%) и марганца (до 10%).  Для шлаков цветной металлургии характерны пониженное содержание СаО+МgО (7-13%) и высокое содержание FеО (21-61%). Кроме основных компонентов, шлаки цветной металлургии могут содержать в небольших количествах неизвлеченные металлы - медь, цинк, свинец, никель и др.  Наиболее распространенным способом переработки шлаков является грануляция, сущность которой заключается в резком охлаждении шлаковых расплавов водой, паром или воздухом и образовании в результате этого стекловидных зерен размером до 10 мм.  При сжигании твердых видов топлива в топках тепловых электростанций образуется зола в виде пылевидных остатков и кусковой шлак.  Топливные шлаки - основной вид отходов при кусковом сжигании топлива. При пылевидном сжигании шлаки составляют 10-25% от массы образуемой золы. Шлаки образуются в результате спекания отдельных частиц на колосниковой решетке при температуре свыше 1000 С или охлаждения расплавленной минеральной части топлива при температуре более 1300С.  Топливные шлаки представляют собой механическую смесь зерен размером 0,14-20 мм. Химический состав топливных шлаков, как и зол, может изменяться в широком диапазоне - от сверхкислых (М0<0,1) до основных (Мо>1). Многие топливные шлаки характеризуются значительным количеством (20% и более) оксидов железа, содержащихся преимущественно в закисной форме. Содержание стекловидной фазы достигает 85-98%, у основных шлаков оно значительно ниже. В кристаллической фазе возможно наличие минералов: муллита, геленита, волластонита, двухкальциевого силиката и др.  В связи с интенсификацией процессов сжигания твердого топлива и переходом к использованию в тепловой энергетике многозольных видов углей и сланцев эффективно применение топок с жидким шлакоудалением. Продуктами жидкого шлакоудаления из энергетических топок являются топливные гранулированные шлаки, образуемые в результате быстрого охлаждения водой минерального расплава.  В отличие от зол, шлаки, образуемые при более высоких температурах, практически не содержат несгоревшее топливо и характеризуются большей однородностью.  Шлак удаляют гидравлическим или сухим способом. При гидравлическом способе, имеющем большее распространение, золы и шлаки смешиваются.  Золы подразделяются на высококальциевые (СаО>20%) и низкокальциевые (СаО<20%). Для первых преобладающими являются кристаллические фазы, для вторых - стекло и аморфизи-рованное глинистое вещество. Высококальциевые золы, в свою очередь, делят на низкосульфатные (8О3<5%), получаемые при сжигании угля и торфа, и сульфатные (SiО3>5%) - при сжигании сланцев.  Интегральной характеристикой химического состава зол служит модуль основности Мо, который для основных зол составляет М0>0,9; кислых - 0,6-0,9; сверхкислых - М0<0,6. В основных золах суммарное содержание СаО+МдО достигает 5-%, в сверхкислых - 12. Последние являются более распространенными.  По величине удельной поверхности золы делят на: тонкодисперсные (5>400 м2/кг), среднедисперсные (200-400) и грубодис-персные (5<200). При насыпной плотности менее 800 кг/м3 золы считаются легкими, 800-1000 - средней плотности и более 1000 -тяжелыми.  В зависимости от содержания несгоревших углеродистых частиц золы и шлаки ТЭС делят на 6 категорий, %: 1- до 5; 2- 6-10; 3-11 -15; 4- 16-20; 5- 21 -25; 6 - более 25. 

ГИПСОБЕТОНЫ

К гипсовым относят бетоны, приготовленные с использованием гипсовых вяжущих. Из гипсобетонов изготавливают стеновые камни, блоки, панели, предназначенные, в основном, для устройства внутренних стен и перегородок. Область применения таких бетонов ограничена, главным образом, из-за их недостаточной водостойкости. Номенклатура изделий из гипсобетона значительно расширяется за счет использования в качестве вяжущих композиций, содержащих портландцемент и гидравлически активные добавки. Изделия на основе таких смешанных вяжущих могут применяться также для панелей несущих стен, санитарно-технических кабин, крупноразмерных блоков, безнапорных труб и др.  При получении гипсобетонов могут быть использованы практически все разновидности вяжущих на основе сульфата кальция. Наиболее широкое применение находит строительный гипс, представляющий собой преимущественно р-полуводный сульфат кальция.  Главное преимущество вяжущих на основе полуводного гипса, позволяющее организовать производство изделий по конвейерной схеме и без выдерживания в формах и значительных затрат тепла, - способность их схватываться и набирать прочность в течение короткого времени. В случае необходимости сроки схватывания гипсовых вяжущих при изготовлении бетонных изделий можно регулировать с помощью замедлителей различного типа в значительных пределах (от 10-20 мин до 2-3 часов). Твердение гипсобетона на строительном гипсе в течение 1-2 ч. позволяет обеспечить 35-40% от конечной прочности, которая достигается в естественных условиях через 5-7 сут. Применение сушки ускоряет набор конечной прочности до 6-10 часов. Благодаря такой скорости твердения готовые изделия могут извлекаться из форм через 20-40 мин.  Серьезными недостатками изделий на основе строительного гипса из него являются низкая водостойкость (К = 0,3-0,45), усадка и повышенная ползучесть (особенно во влажных условиях).  Получение гипсобетонов с более высокой прочностью и водостойкостью возможно при применении высокопрочного гипса, эстрих-гипса, ангидритовых вяжущих. Наиболее перспективны для получения гипсобетонов, способных твердеть как в воздушно-сухих, так и воздушно-влажных условиях, гипсоце-ментнопуццолановые (ГЦПВ) и гипсошлакоцементнопуццолановые (ГШЦПВ) вяжущие.  Эффект снижения скорости реакции полуводного гипса с водой можно достичь за счет уменьшения концентрации в растворе наиболее активных в химическом отношении составляющих и, в том числе, двуводного гипса, являющегося сильным катализатором, образующим центры кристаллизации новообразований в насыщенном растворе сульфата кальция. Практически снизить концентрацию двугидрата в гипсовом растворе можно уменьшением удельной поверхности вяжущего, т.е. использованием гипса более грубого помола. С этой же целью эффективно повысить температуру вяжущего теста до 70-90 С: из раствора, насыщенного полугидратом и пересыщенного по отношению к двугидрату, при указанных температурах кристаллизации новообразований происходить не будет, а при последующем снижении температуры смесь твердеет без понижения прочности.  Наличие в строительном гипсе примесей растворимого ангидрита определяет его способность увеличиваться в объеме в начальный период твердения под действием теплоты, выделяющейся в результате экзотермической реакции гидратации. Это отрицательно влияет на адгезию вяжущего к заполнителю, и способствует, по некоторым данным, отслоению затвердевшего гипсового камня от поверхности заполнителя. По этой причине для обеспечения улучшенной структуры гипсобетона предпочтение отдается заполнителю с шероховатой или мелкопористой поверхностью, когда ослабление контакта на поверхности раздела частично компенсируется защемлением гипсовой матрицы в порах.  В гипсобетонах применяют заполнители неорганического и органического происхождения. Для получения конструкционных гипсобетонных изделий предпочтительнее использовать минеральные заполнители, так как органические не способны создавать достаточно жесткий каркас для восприятия усадочных напряжений при высыхании изделий.  Распространены гипсобетоны на легких пористых заполнителях (природных или искусственных). В качестве природных заполнителей применяют пемзу, туфы, горелые породы, известняк-ракушечник, из искусственных наиболее распространенными являются гранулированные доменные, а также топливные шлаки, используют также керамзит, аглопорит и др.  При использовании топливных шлаков вредное влияние на качество гипсобетона оказывает наличие в составе заполнителя примесей несгоревшего топлива (угля). Эти примеси способствуют ускорению схватывания, при увлажнении увеличиваются в объеме, образуют высолы на поверхности изделий, а также снижают адгезию вяжущего. Основная часть несгоревших частиц представляет собой мелкую фракцию (<2,5 мм), поэтому их целесообразно отсеивать, возрастание прочности при этом составляет 15-25%.  В качестве мелкого заполнителя гипсобетонов может применяться горный или дробленый песок, имеющий шероховатую поверхность и угловатые зерна. Использование кварцевого песка менее эффективно из-за окатанной формы, ухудшающей сцепление с гипсовой матрицей. Тяжелые гипсобетоны изготавливаются с применением крупного заполнителя: гранитного, известнякового, ангидритового щебня. Адгезия заполнителей, кристаллически близких к гипсу (известняк, ангидрит), значительно выше, чем других, что отражается на механических свойствах материала.  Гипсобетоны на органических заполнителях широко используются для возведения низкоэтажных зданий. В качестве заполнителей используются макулатура, древесная фибра, льняная костра и др. Наибольшее распространение получили гипсобетоны на древесных опилках и стружке.  Прочность бетонов при сжатии на основе ГЦПВ и ГШЦПВ в зависимости от вяжущеводного отношения в общем случае описывается формулой Боломея, коэффициенты в которой зависят от качества использованных материалов.  Сравнительно низкие значения прочности гипсобетонов во многом обусловлены высокой водопотребностью вяжущих (для строительного гипса 50-70%, высокопрочного - 30-40%), учитывая, что для гидратации полуводного гипса теоретически необходимо лишь 18,6% воды. В результате твердения образуется структура, имеющая значительную пористость (40-60% и более). Увеличение водогипсового отношения вместе с возрастанием пористости и снижением прочности бетонных изделий требует повышенных расходов тепла на сушку изделий.  Водогипсовое отношение зависит от вида гипсового вяжущего, температуры воды за-творения, а также метода формования изделий. Для литых гипсобетонных смесей требуемое В/Г составляет 0,55-0,75, соответственно расход вяжущего находится в пределах 800-1000 кг/м3. Эффективным для гипсобетонов является использование жестких смесей, уплотненных вибрированием или сочетанием вибрирования с прокатом, прессованием, штампованием. Такие гипсобетонные смеси получают при В/Г = 0,4-0,5, при этом расход вяжущего составляет 400-450 кг/м3.  При использования пластифицирующих добавок гидрофили-зирующего действия - ЛСТ, УПБ и др. водопотребность гипсобе-тонной смеси снижается на 10-15%, а суперпластификаторов С-3, 10-03 и др. - на 15-25%. Применение гидрофобно-пластифици-рующих добавок (окисленый петролатум, смесь пастообразных и твердых фракций синтетических жирных кислот) позволяет снизить расход воды на 27-38%, что значительно уменьшает влажность гипсобетонов и повышает их прочность.  Интенсивность твердения гипсобетонов зависит, в основном, от скорости твердения вяжущего, она определяется также влажностью окружающей среды и интенсивностью влагоотдачи. При нормальных условиях нарастание прочности наиболее интенсивно происходит в начальный период (1-1,5 ч. от момента затворения), в течение которого изделия набирают до 35-40% конечной прочности; за последующие 20-24 ч. прочность повышается незначительно, увеличение прочности до 60% происходит после достижения влажности 2-3%. Максимальная прочность гипсобетонов наблюдается при достижении воздушно-сухого состояния, при этом наиболее эффективно применение искусственного высушивания.  После прохождения реакции гидратации полугидрата и кристаллизации дигидрата гипсовые и гипсобетонные изделия включают кристаллический каркас из новообразований и обладают значительной пористостью. Поры заполнены водным раствором сульфата кальция. При сушке из раствора выделяются мелкие кристаллы гипса, осаждающиеся в первую очередь на точках соприкосновения отдельных кристаллов ранее образовавшегося двуводного гипса, сращивая их в плотную камневидную массу.  Этот процесс продолжается до полного испарения из бетона избыточной воды.  Таким образом, на первой стадии прочность бетона обусловлена механическим сцеплением беспорядочно выделившихся и хаотично расположенных кристаллов двугидрата, а на второй - испарением избыточной воды и упрочнением ранее образовавшейся структуры.  На основе строительного гипса получают бетоны с прочностью 5-10 МПа. Использование высокопрочного гипса, ангидритового вяжущего и эстрих-гипса позволяет повысить прочность до 20 МПа. Прочность бетонов при использовании смешанных ГЦП и ГШЦП вяжущих на основе строительного гипса - 7,5-20 МПа, на основе высокопрочного гипса - 15-40 МПа.  Значительное влияние на прочность гипсобетонов оказывают качество и природа заполнителей. Так, при увеличении крупности песка возможно повышение прочности на 20-30%. Увеличение прочности наблюдается при замене гравия и кварцевого песка заполнителями, имеющими более шероховатую и пористую поверхность - гранитным, известняковым, доломитовым, ангидритовым щебнем или кирпичным боем. Использование легких заполнителей позволяет получать быстротвердеющие бетоны с прочностью 3-12 МПа, при применении ГЦПВ - до 15 МПа. Из легких заполнителей наиболее эффективен в гипсобетоне керамзитовый гравий, использование топливных и доменных шлаков приводит к снижению прочности в 1,5-2 раза. При использовании в качестве заполнителя гипсобетонов (особенно на ГЦПВ) безобжигового зольного гравия прочность при сжатии составляет 7,5-10 МПа.  Гипсобетоны на легких заполнителях характеризуются средней плотностью от 1200 до 1700 кг/мЗ, при использовании перлита плотность значительно ниже - 400-650 кг/м3. В зависимости от применяемого сырья гипсобетоны на органических заполнителях имеют среднюю плотность от 400-500  (бумажное волокно, костра) до 1100-1300 кг/м3 (опилки, камыш). Прочность таких материалов 2,5-7,5 МПа при использовании строительного гипса и ангидритового вяжущего и 3,5-10 МПа - на основе ГЦПВ.  Прочность и плотность пено- и газогипса находятся в линейной зависимости между собой, увеличить прочность ячеистых гипсобетонов без изменения средней плотности можно только повысив активность вяжущего. Значительное влияние на прочность ячеистого бетона оказывает содержание воды в смеси, получение газо- и пеногипсовых изделий заданной плотности и максимально возможной прочности требует подбора оптимального В/Г. Такие изделия характеризуются быстрым набором прочности, что в ряде случаев позволяет исключить из технологического процесса тепловую обработку.  Ячеистые бетоны на основе ГЦПВ за первые сутки твердения набирают 35-45% 28-суточной прочности. Быстрое твердение в начальный период происходит благодаря твердению гипсовой составляющей, последующий же набор прочности обусловлен Цементом и гидравлически активной добавкой. Значительное ускорение твердения ячеистых бетонов на ГЦПВ достигается в результате применения тепловлажностной обработки при температуре 70-75 С.  Низкая водостойкость гипса определяется комплексным действием нескольких факторов. Одним из них является относительно высокая растворимость сульфата кальция в воде. Проникая в поры изделий при гигроскопическом, конденсационном или капиллярном их увлажнении, вода растворяет гипс, нарушая связь между отдельными элементами кристаллического сростка. Обладая достаточно высокой прочностью на сдвиг в сухом состоянии, вследствие смазывающего действия водных пленок при увлажнении гипсобетоны практически теряют способность сопротивляться сдвиговым воздействиям. По П.А.Ребиндеру, низкая водостойкость гипса обусловлена расклинивающим действием водных пленок, адсорбирующихся на поверхности кристаллов, а также проникающих в микрощели между ними. Однако, главной причиной, обусловливающей возможность прохождения этих процессов и снижения прочности гипсобетонов, является их макропористая структура (около 80% пор размером более 0,1 мкм).  Использование ангидритовых вяжущих и эстрих-гипса в гипсобетонных изделиях позволяет увеличить коэффициент размягчения до 0,5. Наибольшее значение коэффициента размягчения (0,65 и выше) достигается при применении ГЦПВ и ГШЦПВ. При этом значительная часть новообразований состоит из субмикрокристаллических низкоосновных гидросиликатов кальция и других малорастворимых соединений. Водопотребность этих вяжущих значительно ниже чем строительного гипса, но даже при одинаковых В/Г доля макропор уменьшается при увеличения количества цементно-пуццолановой добавки (при 30% добавки доля макро-пор составляет около 60%, при 50% - около 30%).  Макропористая структура гипсобетона, определяющая высокую степень его водонасыщения, способствует пониженной морозостойкости этого материала. Гипсобетоны на строительном гипсе выдерживают без разрушения около 10-15 циклов, морозостойкость несколько повышается с применением вяжущих, способных образовать более прочную структуру - а-гипса, ангидритового вяжущего, эстрих-гипса. Использование водостойких гипсовых вяжущих (ГЦПВ, ГШЦПВ) позволяет повысить морозостойкость бетонов до 40-45 циклов. Повышения морозостойкости гипсобетонов можно также достичь снижением водопотребности смеси за счет различных технологических приемов.  Долговечность гипсобетонов повышается при увеличении плотности и применении гидрофобизующих добавок. Повышение плотности бетонов возможно при тщательном подборе смеси заполнителей и снижении водогипсового отношения, применении минеральных наполнителей, в качестве которых могут быть использованы зола-унос, молотые песок, шлак и др. Гидрофобные добавки могут вводится в бетонную смесь, повышая плотость и модифицируя структуру гипсобетона (СНВ, ГКЖ, битумная и по-ливинилацетатная эмульсии), а также применяться в качестве защитных покрытий, препятствующих проникновению воды в поры (водные эмульсии ГКЖ).  Повышенная ползучесть гипсобетонов, в основном, определяется теми же причинами, что и пониженная водостойкость. Пластические деформации образцов при длительном действии нагрузки проявляются и значительно возрастают при увеличении влажности (даже незначительном до 0,5-1%). По данным некоторых авторов, ползучесть гипсобетонов связана с растворением водой контактов между кристаллами новообразований в затвердевшем вяжущем и вязким течением кристаллов друг относительно друга. Замена гипсового вяжущего ГЦПВ и ГШЦПВ приводит к снижению ползучести и приближению ее к значениям, характерным для цементных бетонов. Снижению ползучести гипсобетонов способствуют также предохранение изделий от увлажнения и использование гидрофобных добавок.  Применение стальной арматуры для армирования гипсовых изделий затруднено вследствие существенного различия коэффициентов термического расширения стали и гипса, высокой пористости гипсового камня и недостаточной его пассивирующей способности. Гипсовый камень образует при твердении среду, приближающуюся к нейтральной, что не защищает стальную арматуру от коррозии. В качестве арматуры гипсобетонных изделий перспективны минеральные и полимерные волокнистые материалы. В бетонах на ГЦПВ и ГШЦПВ арматура корродирует меньше, однако при использовании и этих вяжущих необходимо применять защитное покрытие арматурной стали. 

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ.

В строительстве применяют, главным образом, известковые, гипсовые, цементные и смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные) растворы. Цементы используют как вяжущие для растворов, которые эксплуатируются при высокой влажности, и растворов повышенной прочности. Тяжелые растворы имеют среднюю плотность свыше 1500, а легкие меньше 1500 кг/м3. Для легких растворов заполнителями выступают природные или искусственные пористые пески. По назначению строительные растворы класифицируют на кладочные, в том числе и для монтажа крупно-панельних стен и других конструкций, отделочные и специальные. Среди специальных растворов в строительстве находят использование тампонажные, инъекционные, гидроизоляционные, жаростойкие, химически стойкие и пр. Регулирование свойств растворов достигается применением разнообразных химических добавок. Строительные растворы готовят в передвижных и стационарных растворосмесительных узлах и установках в виде готовых растворных смесей нужной подвижности или в виде сухих смесей, которые замешивают водой перед использованием.  Технологический процесс приготавливания готовой растворной смеси включает подготовку исходных материалов (отсев крупных включений из песка, подогрев его в зимнее время и т.д.), дозирование и тщательное перемешивание.  При централизованном приготовлении растворов широко применяют автоматизированные растворосмесительные установки. На современных предприятиях составы и режимы изготовления растворных смесей, оптимальные маршруты и графики доставки растворов на объекты определяют с помощью ЭВМ.  Основными свойствами растворных смесей являются удобоук-ладываемость и водоудерживающая способность.  Удобоукладываемость - способность раствора укладываться на основание тонким однородным слоем - характеризуется глубиной погружения конуса высотой 15 см с углом при вершине 30, и массой 300 г. Она назначается с учетом вида раствора, способа его подачи, влажности и пористости основания, температуры воздуха. Например, для монтажа стен из крупных панелей и блоков глубину погружения раствора назначают 5-7 см, а при кладке из обычного кирпича - 9-13 см.  Обеспечение нужной удобоукладываемости растворных смесей без расслоения можно достичь введением пластификаторов и наполнителей.  Пластификаторы для растворных смесей используют двух видов: неорганические (известковое и глиняное тесто) и органические - поверхностно-активные вещества. Механизм действия неорганических пластификаторов состоит в образовании на поверхности частичек гидратных слоев, которые обеспечивают скольжение зерен заполнителя, а органических - в их разжижающем действии, за счет преимущественно адсорбционного эффекта ПАВ. В отличие от неорганических органические пластификаторы вводят в растворные смеси в значительно меньшем количестве (0,03-0,3% от массы цемента).  Водоудерживающая способность предотвращает расслоение растворной смеси. С этой целью уменьшают водовяжущее отношение (за счет правильного подбора состава), вводят тонкодисперсные минеральные наполнители, пластифицирующие и специальные водоудерживающие добавки.  В большинстве случаев растворы укладывают на пористое основание. При чрезмерно интенсивном отсасывании воды основанием затрудняется процесс нормального твердения цемента.  Одновременно роль активной добавки, микронаполнителя и пластификатора в растворах может выполнять зола-унос, ее присутствие улучшает пластичность, водоудерживающую способность и прочие свойства растворов, позволяет существенно снизить расходы цемента и извести. Наиболее эффективными являются тонкозернистые золы, которые отбираются из последних полей электрофильтров.  Для растворов установлены марки по прочности на сжатие от 4 до 300 (0,4-30 МПа). Растворы М4 и М10 изготовляют преимущественно из извести. Марку растворов по прочности определяют на образцах - кубах с длиной ребра 70,7 мм или балочках размером 40x40x160 мм через 28 суток твердения. При этом образцы из кладочных растворных смесей подвижностью меньше 4 см изготовляют в формах с поддоном, а свыше 4 см - без поддона и устанавливают на кирпич. В последнем случае поверхность кирпича служит водоотсасывающим основанием. Таким образом моделируются условия твердения растворов.  Морозостойкость строительных растворов определяют по количеству циклов переменного замораживания и оттаивания, которое выдерживают образцы-кубы с длиной ребра 70,7 мм при допустимом снижении прочности не больше 25% и потере массы не выше 5%. Марка раствора по морозостойкости зависит от условий эксплуатации. Для кладки стен и внешней штукатурки марку определяют, как правило, в диапазоне от Р10 до Р50, а при влажностном режиме эксплуатации - от Р100 до Р300. Морозостойкость растворов, как и морозостойкость бетонов, определяется видом вяжущего и добавок, водоцементным отношением, качеством заполнителя, условиями твердения. Она снижается при наличии не-доуплотненностей, каверн и крупных пор, обусловленных недостаточной удобоукладываемостью.  Структуру растворов модифицируют добавки органических ПАВ. При этом снижается водопоглощение и капиллярное всасывание, возрастают морозостойкость и водонепроницаемость.  Составы строительных растворов подбирают по таблицам или расчетом и в обоих случаях уточняют экспериментальным путем применительно к конкретным материалам.  Кладочные растворы применяют при каменной и кирпичной кладке, выполнении стыков и швов, устройстве выравнивающего слоя при монтаже железобетонных конструкций, омоноличива-нии колонн в фундаментных стаканах и т.п. При возведении стен наиболе широко используют смешанные цементно-известковые и цементно-глиняные растворы. Цементные растворы без неорганических пластифицирующих добавок целесообразны только для конструкций, возводимых ниже уровня грунтовых вод. Известковые растворы и растворы на различных известесодержащих вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и пр.) применяют в массовом малоэтажном строительстве.  Воздушную известь используют в растворах для наземной кладки при относительной влажности воздуха в помещениях до 60%, гидравлические известесодержащие вяжущие - в растворах, которые работают во влажных условиях. Для получения строительных растворов из разновидностей цемента широко применяют портландцемент марок М 300 и М 400. Используют также специальные цементы для строительных растворов, которые содержат в значительном количестве активные минеральные добавки или микронаполнители.  Кроме крупного, среднего и мелкого песка при изготовлении строительных растворов разрешается применять очень мелкий песок с модулем крупности 1-1,5 и полным остатком на сите с размером отверстий 0,63 мм не меньше 10%. Применение золы как добавки является рациональным при получении эффективных растворов как для обычной каменной кладки, так и для возведения стен из крупноразмерных элементов. Однако растворы с добавкой золы нежелательно использовать в зимнее время в связи с замедленным тепловыделением их при твердении при пониженной температуре.  В цементных растворах оптимальное содержание золы рекомендуется 100-200 кг/м3, при этом в «тощих» малоцементных растворах она составляет 80-125% от массы цемента, в более «жирных» - 40-50%. При расходе цемента свыше 400 кг/м3 введение золы в состав растворов является малоэффективным. Тонкозернистая зола может использоваться вместо части цемента и песка. Крупнозернистую золу рационально использовать вместо части песка без изменения расхода цемента. При использовании золы-уноса в цементных растворах необходимый расход цемента, как правило, снижается на 30-50 кг/м3 при одновременном улучшении удобоукладываемости растворной смеси. Перерасхода цемента при полной замене песка золой можно избежать с помощью добавки небольшого количества известкового теста. При полной замене песка золой возрастают деформации усадки с течением времени и деформации при переменном увлажнении и высушивании. Они в 2-3 раза выше, чем в цементно-песчаных растворах.  В цементно-известковых растворах золой можно заменять часть цемента, извести или песка. При этом можно сэкономить до 30-50 кг цемента и 40-70 кг известкового теста на 1 м3 раствора без ухудшения удобоукладываемости и прочности. Цементно-известково-зольные растворы характеризуются довольно низкой расслаиваемостью. Их применяют так же как и растворы без добавок золы, главным образом, для кладки надземных частей зданий.  В известковых растворах применение золы-уноса позволяет снизить на 50% расход известкового теста без снижения прочности и ухудшения других свойств. При замене 50% извести удвоенным по массе количеством золы-уноса достигается не только экономия извести, но и повышение прочности раствора. Без применения цемента на известково-зольном вяжущем можно получить растворы марки М25 и выше.  Подбор составов золосодержащих растворов осуществляют в два этапа. Вначале определяют расходы компонентов раствора в кг на 1 м3 без добавки золы, а потом уточняют их при введении золы, учитывая при этом, что средняя плотность раствора увеличивается на 20-40 кг/м, а водопотребность растворных смесей не изменяется.  Кроме золы-уноса в строительных растворах эффективными являются добавки цементной пыли и других активных наполнителей.  Рост прочности кладочных растворов в зимнее время можно обеспечить введением ряда химических добавок.  Как противоморозные добавки при приготовлении растворов в зимнее время используют нитрит натрия, поташ, мочевину, нитрит кальция с мочевиной, нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК), хлориды натрия и кальция, а также некоторые другие соли. При этом необходимо учитывать ряд ограничений: растворы с хлоридами кальция, натрия или ННХК можно применять только для неармированных подземных конструкций, а также для кладки стен и колонн нежилых зданий, поташ нельзя использовать в количестве свыше 10% при кладке стен из силикатных изделий марки ниже 10 и в элементах конструкций, испытывающих увлажнение, а также в растворах с использованием заполнителей, которые содержат реакционно-способный кремнезем. Запрещается применять все виды добавок при возведении конструкций, которые эксплуатируются при температуре выше 40 "С или влажности свыше 60%, в условиях влияния агрессивных факторов, в зоне переменного уровня воды и под водой без специальной изоляции. Для конструкций, на поверхности которых не допускается образование высолов, раствор с добавкой должен быть предварительно испытан на высолообразование.  Средняя температура раствора (°С) с химическими добавками в момент укладки должна быть: при температуре воздуха до минус 10 °С - не ниже 4-6; от минус 11 до минус 20 "С -9-11; ниже минус 20 'С- 14-16.