![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тема 10. Строительные растворы
Вследствие этих особенностей раствор в тонком слое сразу после уклад-ки подвергается действию факторов, которые могут значительно изменить его состав (в результате отсоса воды) и повлиять на конечные свойства. Строительные растворы в зависимости от назначения бывают кладоч-ные, отделочные и специальные. По виду заполнителя растворы подразделяют на тяжелые (средняя пло-тность более 1500 кг/м3) и легкие (средняя плотность менее 1500 кг/м3). По виду вяжущего они подразделяются на цементные, известковые и смешанные растворы. Вяжущее назначается в зависимости от конкретных ус-ловий эксплуатации. Строительные растворы изготовляют, как правило, централизованно на автоматизированных растворных заводах или на строительных базах, достав-ляют на объекты в виде пластических смесей, готовых к употреблению. При значительном удалении строительного объекта от завода рекомендуется изго-товлять сухие растворные смеси, которые затворяют водой и перемешивают на месте производства работ. Влажность сухих смесей должна быть не более 1 % по массе. Их поставляют в упаковке, исключающей возможность увлажнения. В настоящее время сухие смеси получили широкое распространение, особенно для приготовления растворов, используемых для отделки фасадов и интерье-ров зданий. Растворы специального назначения должны изготавливаться в виде готовых смесей на заводах.
Свойства растворов, как и бетонов, зависят от состава, условий уклад-ки и срока твердения. Свойства свежезатворенного раствора (растворной смеси) в первую очередь определяются его удобоукладываемостью, т.е. способностью раство-ра укладываться на основание (например, кирпич) тонким равномерным сло-ем. Укладываемый («мягкий») раствор хорошо заполняет все неровности ос-нования и равномерно сцепляется со всей его поверхностью. Неудобоуклады-ваемый («жесткий») раствор соприкасается с основанием лишь на отдельных участках, давая плохое сцепление и слой неодинаковой плотности. При этом также резко ухудшается и сопротивляемость кладки к возможным механиче-ским перегрузкам, например, неучтенным снеговым, сейсмическим нагруз-кам, и пр. Удобоукладываемость раствора зависит: • от степени подвижности свежеуложенного раствора; • от водоудерживающей его способности, предохраняющей раствор от расслоения (в частности, от быстрого отделения воды и оседания песка). Подвижность растворной смеси определяют в лаборатории или непосре-дственно на строительной площадке по глубине погружения (h, см) металли-ческого стандартного конуса массой 300 г (рис. 10.1). Подвижность выбирают с учетом назначения раствора и способа производства работ. Например, растворы, перекачиваемые по трубопроводам, характеризуются глубиной погруже-ния конуса 14 см, а растворы для вибрированной бутовой кладки - всего 1-3 см.
Водоудерживаю-щая способность отража-ет свойство растворной смеси удерживать в своем составе достаточное для твердения вяжущего коли-чество воды в условиях интенсивного ее отсоса пористым основанием. Растворы с недоста-точной водоудерживаю-щей способностью, как правило, склонны к рас-слоению. Это выражается в отделении воды и оседа-нии наиболее тяжелого ко-мпонента — песка. Рас-слоение нарушает одноро-дность смеси и, следовательно, понижает прочность раствора. Смеси, рассло-ившиеся при перевозке, необходимо перемешивать на месте производства ра-бот. Важнейшими свойствами затвердевшего раствора являются: - способность приобретать требуемую прочность при сжатии (марка раствора) к заданному сроку твердения; - хорошее сцепление раствора с основанием; - малая величина и равномерность деформаций затвердевшего раствора под действием нагрузки, изменений объема в процессе твердения, изменений те- мпературы и влажности среды, окружающей затвердевший раствор. Опытами установлено, что удобоукладываемая смесь получается в том случае, если пустоты в песке заполнены тестом, состоящим из вяжущего и во-ды. При этом поверхность песчинок должна быть покрыта равномерным слоем этого теста. Поверхность песка в 1 м3 раствора весьма велика (при крупном песке — около 5000 см2, а при мелком — до 15 000 см2). Поэтому вяжущего теста (цеме-нтного, известкового и т.п.) на 1 м3раствора требуется значительно больше, чем на 1 м3 бетона. Примерное количество вяжущего для изготовления вполне удобоукладыва-емой смеси определяют следующим образом. Пустотность крупного песка равна 35-40%, следовательно 1 м3 песка содержит в среднем 375 дм3 пустот. Для по-лучения удобоукладываемой смеси необходимо заполнить эти пустоты вяжущим тестом с некоторым избытком (около 1, 2-1, 3). Таким образом, объем цементно-го теста должен составить 450-500 дм3на 1 м3 бетона. При таком расходе цемен-та получается очень прочный раствор. На практике же обычно растворы требу-ются с прочностью 1-5 МПа. Для получения растворов с такой прочностью необ-ходимо значительно меньше цемента. Однако в этом случае раствор получится неудобоукладываемым. Для получения раствора с требуемой прочностью и удо-боукладываемостью существуют два направления. Применение низкомарочных цементов. Такие цементы могут быть изготовле-ны на цементных заводах путем совместного помола небольшого количества клинкера (25-30%) с большим количеством минеральных веществ, например, из-вестняка, шлака, доломита, золы-уноса и пр. Активность смешанного вяжущего, как известно, обратно пропорциональна количеству тонкомолотой добавки, играю-щей роль наполнителя. Получаемый низкомарочный «кладочный» цемент, называ-емый также цементом для строительных растворов, имеет марку 200. Однако такой цемент пока выпускается в небольших количествах и потому более реальным яв-ляется введение добавок пластификаторов. Получения экономичных (с малым расходом цемента) удобоукладываемых ра-створов основывается на следующих предпосылках. Объем цементного теста (Vц т ) в смешанных растворах может быть рассчитан из выражения где В — абсолютный объем воды на смачивание цемента и добавки (
Из приведенного выражения следует, что объем теста в растворе слагается из суммы компонентов, принятых для его изготовления вяжущего, минераль-ной добавки, воды и вовлеченный воздух. При этом необходимо учитывать, что каждой подвижности раствора соответствует определенный объем теста. Чем больше подвижность, тем больше его объем. В смешанных растворах, где ис-пользуются неорганические пластификаторы (известь, глина, зола и пр.), соот-ношение между цементом, добавкой и песком с повышением прочности раство-ра меняется следующим образом. Например, на цементе марки 300 для раствора с прочностью 25 соотношение 1: 1, 4: 10, 5; прочностью 50—1: 0, 6: 6; прочно-стью 75—1: 0, 3: 4 (составы для надземных конструкций). Как показали работы проф. Н.А. Попова, проф. П.С. Философова и др., оптимальное количество доба-вки тем больше, чем меньше цемента в растворе. Это количество зависит от круп-ности и пустотности песка. Более крупные пески с зернами различных размеров и с малой пустотностью требуют, как правило, меньше добавок, а пески с зернами сра-внительно одинаковых размеров и особенно мелкие, имеющие значительную пусто-тность, — больше. Пески, содержащие глинистые частицы, требуют добавок ме-ньше, чем чистые пески. Эти положения прошли большую лабораторную и практи-ческую проверку, и на основании этих данных составлены специальные таблицы, из которых можно получить необходимые данные по составам. Наибольшее влияние на подвижность оказывает вода, которая при смешива-нии с компонентами теста располагается в виде тонких пленок вокруг зерен цемента, добавки и песка. Наличие пленок воды уменьшает трение между зернами, что и обусловливает повышение подвижности раствора. Однако Весьма эффективной является добавка поверхностно-активных веществ, осо-бенно воздухововлекающих (кубовые остатки синтетических жирных кислот, СНВ, СДО и пр.), которые не только увеличивают объем теста за счет вовлечения возду-шных пузырьков, но и уменьшают трение между частицами цемента и песка, а сле-довательно, и повышают подвижность растворной смеси. Введение воздухововле-кающей добавки способствует также уменьшению расхода воды и, следовательно, при сохранении заданной прочности можно сократить расход цемента. Таким образом, при выборе состава раствора расход цемента определяется исходя из марки раствора, расход добавки — из заданной подвижности смеси. При этом желательно применять добавку с большей водоудерживающей способно-стью, так как при заданной подвижности расход ее меньше. В этом случае боль-шая часть воды является адсорбционно-связанной частицами цемента и добавки и потому вероятность расслоения смеси уменьшается. Требования к песку для растворов в общем аналогичны, как и для бетонов. Однако следует учесть, что для кладочных и штукатурных растворов они не долж-ны иметь зерна крупнее 2 мм. Для растворов прочностью 10 МПа и выше таких ограничений не существует. Требования к затвердевшему раствору определяются его назначением. Раст-воры для каменной кладки и монтажа сборных железобетонных конструкций долж-ны иметь определенную прочность при сжатии и морозостойкость. В отделочных растворах определяющим условием их безотказной работы в эксплуатационных ус-ловиях являются совместная работа отделочного слоя и основания. Важнейшие требования к таким растворам: прочность сцепления с основанием и малая усадка, предотвращающие возникновение трещин в отделочном штукатурном слое. Прочность растворов, уложенных на плотное основание зависит от тех же фа-кторов, что и бетонов, т.е. от водоцементного отношения, качества заполнителя и пр. Растворы, уложенные на пористое основание, всасывающие воду (например, на сухой кирпич), сравнительно быстро теряют воду затворения. Вследствие этого пористость раствора уменьшается, а прочность его возрастает до тех пор, пока не произойдет чрезмерное обезвоживание раствора. Если основание отсасывает умеренное количество воды, то частицы раствора сближаются, объем раствора уменьшается, а плотность и, следовательно, его прочность и морозостойкость по-вышаются. Чрезмерное обезвоживание приводит к значительной потере прочнос-ти (из-за недостатка воды для твердения цемента). Это может произойти при на-рушении оптимального соотношения между цементом, добавкой и песком, а так-же высокой пористости и повышенной температуры основания и окружающей среды в момент укладки раствора. Предел прочности растворов при сжатии, предназначенных для укладки на пористое основание, определяют на образцах с длиной ребра 7, 07 см или балочках размерами 4 х 4 х х 16 см, изготовленных в формах, не имеющих дна. Их устанавливают на водоотсасывающее основание — кирпич. Водопоглощение кир-пича должно быть 10-15% по массе, а влажность не более 2%. Условия хране-ния до момента испытания (обычно 28 суток) должны соответствовать буду-щим условиям эксплуатации раствора. По пределу прочности при сжатии строительные растворы имеют следующие марки (МПа): М0, 4, Ml, 0, М2, 5, М5, 0, М7, 5, М10, 0, М15, 0 и М20, 0. Растворы марок М0, 4 и М1, 0 изготовляют преимущественно из извести или местных вяжу-щих (известково-шлакового или известково-пуццоланового цементов). Морозостой-кость растворов зависит от тех же факторов, что и морозостойкость бетонов, т.е. от свойств исходных материалов, рационального соотношения между ними, расхода воды и условий твердения. Важным условием, обеспечивающим необходимую мо-розостойкость, является количество воды затворения. Вода как компонент раствор-ной смеси обеспечивает протекание химической реакции с цементом (полезная во-да), вода как пластификатор полезна только в период приготовления и укладки рас-твора. В связи с этим расход воды в таких случаях должен быть оптимальным, а его миниминизация может быть обеспечена введением пластифицирующих добавок (например, ЛСТ) и особенно микровоздухововлекающих (например, мылонаф-та).
|