8. Строительные растворы: свойства растворных смесей, пластификаторы для растворов, подбор состава, приготовление и транспортирование растворов.

Строительным раствором называют материал, полу­чаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества (цемента, извести), мелкого заполнителя (песка) и воды, а в необходимых случаях и специальных добавок. До затверде­вания этот материал называют растворной смесью.

Принципиальным отличием строительных растворов от мелкозер­нистых бетонов является то, что растворные смеси укладываются тонкими слоями обычно на пористое основание и одним из главных свойств растворов является хорошее сцепление с основанием.

По назначению строительные растворы бывают: кладочные — для кладки из кирпича, штучных камней и блоков; отделочные (штукатур­ные) — для оштукатуривания наружных и внутренних поверхностей конструкций; специальные — для омоноличивания сборных железобе­тонных конструкций, для устройства гидроизоляции и других специ­альных целей.

Растворы называют по свойствам входящего в них вяжущего (гид­равлические, воздушные) и его виду (цементные, известковые, гипсо­вые и смешанные — цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые).

По плотности различают растворы обыкновенные тяжелые (плот­ность более 1500 кг/м3), получаемые на плотных заполнителях (при­родный песок и др.), и легкие (менее 1500 кг/м3), изготовляемые на пористых заполнителях (керамзитовый песок, вспученный перлит и др.). Легкие растворы, кроме того, получают с помощью специальных пенообразующих добавок — поризованные растворы.

Удобоукладываемость — способность растворной смеси легко рас­пределяться по поверхности сплошным тонким слоем, хорошо сцеп­ляясь с поверхностью основания. Удобоуюгадываемая растворная смесь даже при укладке на неровной поверхности заполняет все впадины и плотно примыкает к камням кладки. Удобоукладываемость оценива­ется подвижностью смеси.

Подвижность растворной смеси оценивают по глубине погружения в нее эталонного конуса (рис. 11.1) массой 300 г, высотой 150 мм и углом при вершине 30°. Конус сделан из жести, внутри него помещен груз (свин­цовая дробь).

В построечных услови­ях используют конус с де­лениями, нанесенными на его поверхности, и с це­почкой (или шнуром), прикрепленной к центру основания. Растворную смесь, подвижность кото­рой надо определить, по­мещают в металлическую емкость (например, ведер­ко) и в нее погружают ко­нус. В лабораториях ис­пользуют специальный прибор, основным эле­ментом которого является тот же конус.

Водоудерживающая способность — это способность растворной смеси удерживать воду при нанесении на пористое основание или при транспортировании. Если растворную смесь с малой водоудерживаю-щей 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 сйеси с низкой водоудержи-вающей способностью могут расслоиться: песок осядет вниз, а вода окажется сверху. Чем ниже водоудерживающая способность, тем ве­роятнее расслоение растворной смеси.

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 (водоудержи-вающих) водорастворимых полимерных добавок, таких, как метил-целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, и т. п. (см. § 9.7).

Затвердевший раствор должен иметь требуемые прочность и моро­зостойкость.

Прочность строительных растворов характеризуется маркой, опре­деляемой по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размером 70,7 х 70,7 х 70,7 мм. Образцы, изготовленные из рабочей растворной смеси, твердеют на воздухе в течение 28 сут при температуре (20 + 5)° С. Чтобы приблизить условия твердения образцов к реальным условиям твердения кладочных растворов, используют формы без дна и устанав­ливают их на пористое основание (кирпич) на сжатие, марки: 4; 10; 25; цементно-глиняном и цементном вяжущих.

Прочность строительных растворов, так же, как и бетонов, зависиг от марки вяжущего и в данном случае не основание, на которое | количество воды в

Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемых марок, подвижности, назначения раствора и условий производства работ.

Состав раствора выражается количеством исходных материалов для получения 1 м3 растворной смеси или соотношением сухих компонен- тов (по массе или объему), при этом расход основного вяжущего принимают за 1. Например, состав растворной смеси, в которой на 1 ч. цемента приходится 0,7 ч. извести и 6 ч. песка, записывается 1 : 0,7 : 6. —

Составы растворов марок 4... 100 обычно подбирают, пользуясь специальными таблицами. В табл. 11.1 приведены ориентировочные составы цементно-известковых и цементно-глиняных растворов с до­бавкой органического пластификатора и без нее.

Подготовка сырьевых материалов. Для кладочных растворов при­меняют песок максимальной крупности 2,5 мм; содержание в нем глинистых и органических примесей ограничено стандартом. Известь применяют в виде известкового молока или реже известкового теста, предварительно пропущенного через сито № 025, чтобы в раствор не попали непогасившиеся частицы.

Когда вместо извести используют глину, то ее тщательно размачи­вают в течение нескольких дней. Делают это для того, чтобы разъеди­нить частицы глины. Затем глину и воду приблизительно в равных эъемах загружают в смеситель и перемешивают в течение 3...5 мин. [олучившееся глиняное молоко сливают из смесителя через сетку, а смеситель добавляют новую порцию воды и глины. Через 10...20 шесов смеситель очищают от нераспавшихся комьев и камней.

Марки наиболее часто применяемых кладочных растворов значительно ниже марок бетона. Это прочность кладочных растворов существенно не кладки из камней правильной формы, а ш тически не несут никакой нагрузки. Более являются к прочности растворов для сборных конструкций.

Морозостойкость растворов, так же, как и гислом циклов «замораживания-оттаивания» [альной прочности (или 5 % массы). По морозостойкости подразделяют на марки:

ПЛАСТИФИКАТОРЫ ДЛЯ РАСТВОРОВ

Марки растворов по прочности обычно значительно цемента. Поэтому, чтобы получить раствор заданной >уется небольшое количество цемента. Но, с другой стороны [ая смесь должна быть пластична и обладать высокой дающей способностью. Этого, наоборот, можно достичь юльшом содержании в растворе вяжущего. Чтоб [ротиворечие, применяют смесь вяжущих, одно из >аствору прочность, а другое — пластичность, или вводят >рганические пластификаторы.

В качестве смеси вяжущих для получения растворов гспользуют цемент и известь — цементно-извести &есть в таких растворах благодаря своей высокой дисперсное юль пластификатора.

В 30-х годах проф. НА Поповым были предложены тые растворы, в которых в качестве пластифиц ^пользовалась глина. Казалось бы, что по аналогии с б угствие глины должно снижать прочность, водо- и >аствора. Однако в цементно-глиняных растворах >авномерно распределены по всему объему, а не ;омьев или пленок, обволакивающих песок. Это

введения глины в растворную смесь в виде глиняной суспензии (жидкого теста). В таком случае глина, так же, как и известь, играет роль пластификатора.

В качестве неорганических пластификаторов применяют и другие минеральные порошки: золы ТЭС, молотые шлаки, известняки и т. п.

Неорганические пластификаторы позволяют получить высоко­качественные (удобоукладываемые, нерасслаивающиеся) раствор­ные смеси и увеличить прочность растворов при небольшом расходе цемента. Оптимальное количество неорганических пластифициру­ющих добавок увеличивается с повышением доли песка (соотно­шения песок: цемент) в растворной смеси.

Так, для растворов состава 1 : 5 (цемент : песок) оптимальное ко­личество добавки составляет 100 %, для растворов Г: 7,5 — 150 %; а для растворов 1:9 — 200 % от массы цемента (рис. 11.2).

Для приготовления растворов выпускается специальный кладочный цемент, в состав которого входит 20...30 % цементного клинкера, остальное — тонкомолотые неорганические добавки.

Для растворов марки 100 и выше рациональнее применять органи­ческие поверхностно-активные пластифицирующие добавки — лигно-сульфонаты технические (ЛСТ), сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и др.), вводимые в очень малых количествах (0,25...0,5 % от массы цемента). Действие таких добавок основано на вовлечении мельчайших пузырьков воздуха в растворную смесь (микропенообразова-ние) и дополнитель­ном диспергирова­нии частиц цемента, что как бы увеличива­ет количество вяжу­щего в растворной смеси. Воздушные пузырьки придают пластичность рас­творной смеси, уменьшают водопог­лощение и, образуя замкнутые поры, уве­личивают морозо­стойкость раствора.

В настоящее вре­мя для пластифика­ции растворных сме­сей начинают применять суперпластификаторы — высокомолекуляр­ные поверхностно-активные вещества, вводимые в растворную смесь в количестве до 1 % от массы цемента. Преимущество суперпласти­фикаторов — сильная диспергация цемента в растворе: мелкие ко­мочки цемента, которые трудно разбить механическим переме­шиванием, распадаются на мельчайшие частицы под действием пластификатора, в результате чего увеличиваются поверхность вя­жущего, удобоукладываемость и водоудерживающая способность растворной смеси.

Органические пластифицирующие добавки эффективны лишь для растворов с относительно большим расходом цемента (марок 100 и выше). Передозировка органических пластификаторов может привести к замедлению твердения раствора и снижению его проч­ности.

Органические пластификаторы, так же, как и неорганические, позволяют существенно сократить расход цемента. В некоторых слу­чаях применяют совместно органические и неорганические пластифи­каторы.

Поверхностно-активные и пластифицирующие добавки вводят в рас­творы, предварительно смешав их с водой, применяемой для затворения.

Приготовление растворов. Растворы приготовляют в виде готовых к применению смесей или в виде сухих смесей, затворяемых водой перед использованием.

Процесс приготовления растворной смеси состоит из дозирования исходных материалов, загрузки их в барабан растворосмесителя и перемешивания до получения однородной массы в растворосмесителях периодического действия с принудительным перемешиванием.

По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным (рис. 11.3, а) или вертикальным (рис. 11.3, 6) лопастными валами, последние называют турбулентными смесителями.

Растворосмесители с горизонтальным лопастным валом выпускают вместимостью по готовому замесу 30; 65; 80; 250 и 900 л. Все эти смесители, за исключением последнего,— передвижные. Вместимость по готовому замесу турбулентных смесителей, рабочим органом кото­рых служат быстро вращающиеся роторы 65, 500 и 800 л.

Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо до­биться однородности его состава. Для этого ограничивают минималь­ное время перемешивания. Средняя продолжительность цикла перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин. Легкие растворы перемешивают дольше. Как уже говорилось, для

облегчения перемешивания известь и глину вводят в раствор в виде известкового или глиняного молока.

Для приготовления цементных растворов с неорганическими пла­стификаторами в растворосмеситель заливают известковое (глиняное) молоко такой консистенции, чтобы не нужно было дополнительно заливать воду, а затем засыпают заполнитель и цемент. Органические пластификаторы сначала перемешивают в растворосмесителе с водой в течение 30...45 с, а затем загружают остальные компоненты.

Растворы, как правило, приготовляют на централизованных бето-норастворных заводах или растворных узлах, что обеспечивает полу­чение продукции высокого качества.

Зимой для получения растворов с положительной температурой составляющие раствора — песок и воду — подогревают до температуры не более 60° С. Вяжущее подогревать нельзя.

Транспортирование. Растворные смеси с заводов перевозят автоса­мосвалами или специальными машинами, в которых смесь постоянно подмешивается, что предохраняет ее от расслоения. Если используют автосамосвалы, во избежание расслоения смеси нормируется дальность ее перевозок (например, дальность перевозок цементно-известковых растворов по асфальтовой дороге —- не более 10 км, по булыжной — 5...6 км).

На крупных стройках растворную смесь подают к месту использо­вания по трубам с помощью растворонасосов.

Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками его схватывания. Известковые растворы сохраняют свои свойства долго (пока из них не испарится вода).

В высохший известковый раствор можно добавить воду и вторично перемешать его. Цементные растворы необходимо ис­пользовать в течение 2...4 ч; разбавление водой и повторное пере­мешивание схватившихся цементных растворов не допускаются, так как это приводит к резкому падению марки раствора.