Луганский Национальный Аграрный Университет

Кафедра Материаловедения

Тема: СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Выполнил:

студент 633 гр. Комаров Роман

Проверил:

Сумасшедший Погостнов

Луганск 2008

Лекция 9. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

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

Растворы бывают: кладочные – для кладки из кирпича, штучных камней и блоков; отделочные – для оштукатуривания наружных и внутренних поверхностей конструкций; специальные – для устройства гидроизоляции и других специальных целей.

Растворы подразделяют на: цементные, известковые, гипсовые и смешанные. По плотности различают растворы обыкновенные тяжелые (плотность более 1500 кг/м3), получаемые на плотных заполнителях и легкие (менее 1500 кг/м3) на пористых заполнителях.

Легкие растворы, кроме того, получают с помощью специальных пенообразующих добавок – поризованные растворы.

Заполнители для растворов. Природный песок – рыхлая смесь зерен крупностью 0,16...5 мм – состоит из зерен кварца; возможна примесь полевых шпатов, слюды, известняка. Насыпная плотность природного песка 1300...1500 кг/м3. По происхождению природные пески разделяют на горные, речные и морские.

Искусственные пески, используемые значительно реже, они бывают тяжелые и легкие. Тяжелые пески, получаемые дроблением плотных горных пород:базальта, диабаза, мрамора, их применяют для специальных целей (отделочные растворы, кислотостойкие растворы и бетоны).

Легкие пески получают дроблением пористых горных пород (пемза, туф) или изготовляют керамзитовый песок (обжигом глиняного сырья).

Песок должен соответствовать требованиям ГОСТа по зерновому составу, наличию примесей и загрязнений.

На основании результатов ситового анализа рассчитывают модуль крупности песка по формуле:

Мк = (А2,5 + А1,25 + А0,63 + А0,315 + А0,16)/100;

где Аi - полные остатки на ситах;

В зависимости от модуля крупности, Мк и полного остатка на сите 0,63мм, А0,63 пески подразделяют на группы по крупности (табл. 9.1). Чем мельче песок, тем больше требуется воды для его смачивания и вяжущего для обволакивания поверхности его частиц.

Таблица 9.1. Классификация песков по крупности

Группа песка	Модуль крупности, Мк	Полный остаток на сите №0,63. %	Водопотребность песка, %
Повышенной крупности Крупный Средний Мелкий Очень мелкий	3,0…3,5 2,5…3,0 2,0…2,5 1,5…2,0 Менее 1,5	65…75 45…65 30…45 10…30 Менее 10	5…4 6…5 8…6 10…8 Более 10

Для строительных растворов рекомендуется применять пески с модулем крупности не менее 1,2, а для бетонов – не менее 2. Причем зерновой состав песка для бетонов нормируется по остаткам на всех ситах.

В строительстве используют фракционированный песок, разделенный на крупную (5...1,25 мм) и мелкую (1,25...0,16 мм) фракции.

Для бетонов применяют песок крупностью не более 5 мм Для растворов в каменной кладке – не более 2,5 мм; для штукатурных отделочных растворов – не более 1,25 мм.

Песок изменяет свой объем и соответственно насыпную плотность при изменении влажности в пределах от 0 до 20%. При влажности 3…10% плотность песка составляет 1200…1250кг/м3, а при влажности 0…3%, ρн = 1500 – 1550кг/м3. При дальнейшем увеличении влажности вода входит в межзерновые пустоты песка, и насыпная плотность песка снова увеличивается до 1800…1850кг/м3. Изменения насыпной плотности песка при изменении влажности необходимо учитывать при дозировке песка по объему

9.1 Свойства растворных смесей и растворов

Удобоукладываемостъ – способность растворной смеси легко распределяться по поверхности сплошным «тонким слоем, хорошо сцепляясь с поверхностью основания. и оценивается подвижностью смеси. Подвижность растворной смеси оценивают по глубине погружения в нее эталонного конуса. Для бутовой кладки рекомендуемая подвижность раствора 4…6 см, для кладки стен из керамического кирпича 9…13см, для штукатурных растворов 7…12см.

Водоудерживающая способность – это способность растворной смеси удерживать воду при нанесении на пористое основание или при транспортировании.

При транспортировании растворные смеси с низкой водоудерживающей способностью могут расслоиться: песок осядет вниз, а вода окажется сверху. Чем ниже водоудерживающая способность, тем вероятнее расслоение растворной смеси.

Водоудерживающую способность без увеличения расхода цемента можно повысить введением в растворную смесь извести, глины или загущающих водорастворимых полимерных добавок, таких, как метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, и т. п.

9.2 Подбор состава растворов

Прочность строительных растворов характеризуется маркой, определяемой по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размерами 70,7х70,7х70,7 мм. Образцы, изготовленные из рабочей растворной смеси, твердеют на воздухе в течение 28сут при температуре (20 ± 5)°С.

Составы строительного раствора подбирают по эмпирическим формулам, исходя из заданной марки и подвижности. Вначале определяют активность и насыпную плотность цемента, модуль крупности песка и плотность добавки – пластификатора. Последовательность расчета:

Определяют расход цемента на 1м3 песка по формуле:

Rраст – заданная марка раствора;

К=1 для портландцемента;

К=0,88 при использовании шлакопортландцемента.

Определяют количество добавки глины или известкового теста:

Д = 170 (1 – 0,002Ц); кг

В расчетах принято известковое тесто из гашеной извести II сорта; средняя плотность γ0 = 1400 кг/м3 с содержанием 50% воды. Для извести I-го сорта количество воды уменьшают на 10%. Если применяют известковое молоко со средней плотностью γ0=1200кг/м3, то в нем содержится 25% извести. Расход воды:

В = 0,65(Ц + Д · ρдн) ;

Где ρдн – насыпная масса неорганической добавки, кг/л

Фактический расход воды уточняют пробными замесами до получения требуемой подвижности.

Определяют расход материалов на пробный лабораторный замес, Vл.з.:

Цn = (Ц · Vл.з.)/1000; Вn = (В · Vл.з.)/1000, л;

Дn = (Д · Vл.з.)/1000, кг

Заданная подвижность растворной смеси регулируется изменением расхода воды.

Фактический объем растворной смеси определяют по формуле:

м3

Где ∑Qim – суммарный расход материалов в кг на 1м3 песка;

ρо.р. – средняя плотность растворной смеси, кг/м3.

Корректировка состава раствора необходимо в случае, если фактический объем материалов раствора не будет равен 1м3.

Фактический расход материалов на 1м3определяют по формулам:

П = 1000/Vф; Ц1 = Ц/Vф; В1 = В/Vф; Д1 = Д/Vф;

Где П1, Д1, В1 – количество песка, добавки, воды в л;

Ц1 – количество цемента в кг.

В табл. 9.2 приведены ориентировочные составы цементно-известковых и цементно-глиняных растворов с добавкой органического пластификатора и без нее марок 4…100.

Таблица 9.2. Ориентировочные составы растворов (в частях по объему)

Марка цемента	Требуемая марка раствора
	25	50	100
Без добавок поверхностно-активных веществ (цемент : известняк или глиняное тесто : песок)
200 300 400	1 : 0,7 : 6,5 1 : 1,2 :10 --	1 : 0,2 : 3,5 1 : 0,7 : 6,7 1 : 1,2 :8,0	-- 1 : 0,2 :3,5 1 : 0,5 : 5,0
С добавками пластифицирующих поверхностно-активных веществ (0,25…0,5% от массы цемента) (цемент : известковое тесто : песок)
200 300 400	1 : 0,15 : 7,5 1 : 0,3 : 10 --	1 : 0 : 4 1 : 0,15 : 7,5 1 : 0,3 : 9	1 : 0 : 3 1 : 0 : 4 1 : 0,15 : 5

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.

По конструкции различают растворосмесители с горизонтальным или вертикальным 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 65, 500 и 800л.

Средняя продолжительность цикла перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин. Легкие растворы перемешивают дольше. 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 приготовляют на централизованных бетонорастворных заводах или растворных узлах, что обеспечивает получение продукции высокого качества.

Зимой для получения растворов с положительной температурой составляющие раствора – песок и воду – подогревает до температуры не более 60°С.

9.3 Растворы для каменной кладки и штукатурные растворы

Выбор типа раствора. Вяжущее и другие компоненты раствора выбирают в зависимости от вида оштукатуриваемых поверхностей, назначения, условий эксплуатации и долговечности сооружения. Обычно тип раствора указывается в проекте. Если в проекте таких данных нет, то при выборе растворов руководствуются следующими рекомендациями.

Для наружных каменных и бетонных стен, в том числе подвергающихся увлажнению, применяют цементные и цементно-известковые растворы, для деревянных и гипсовых стен - известковые растворы с добавкой глины или гипсового вяжущего.

При оштукатуривании стен в помещениях с влажностью воздуха во время эксплуатации не более 60 % используют следующие растворы:

известковые и цементно-известковые – для внутренних поверхностей наружных каменных и бетонных стен, а также поверхностей бетонных покрытий;

известковые – для поверхностей внутренних каменных или бетонных стен и перегородок;

известково-гипсовые и гипсовые с добавлением наполнителя – для гипсовых перегородок.

При оштукатуривании помещений, влажность воздуха в которых во время эксплуатации более 60 % (ванные комнаты, прачечные, бани и т. п.), для первого слоя штукатурки (обрызга) применяют цементные и цементно-известковые растворы.

Подвижность растворных смесей и крупность заполнителя для обычных штукатурок зависит от назначения раствора.

Применение готовых сухих смесей. В качестве вяжущего используют белый или цветной портландцемент. Заполнителем служит чистый кварцевый песок и каменная крошка из декоративных горных пород. Пигменты, используемые для этих целей, в основном природные, отличающиеся щелочестойкостью и высокой атмосферостойкостью.

Морозостойкость растворов определяется числом циклов «замораживания-оттаивания» до потери 25% первоначальной прочности (или 5% массы). По морозостойкости растворы подразделяют на марки: F10...F200.

В качестве смеси вяжущих для получения растворов чаще всего используют цемент и известь – цементно-известковые растворы. Известь в таких растворах благодаря своей высокой дисперсности играет роль пластификатора.

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.

К органическим относят суперпластификаторы – высокомолекулярные поверхностно-активные вещества вводимые в растворную смесь в количестве до 0,8% от массы цемента.

Церезитовые растворы. Церезит представляет собой водную дисперсию сметанообразной консистенции (концентрации 30...40%), получаемую из олеиновой кислоты, извести и водного раствора сернокислого аммония. Церезит в раствор вводят в виде церезитового молока (1 масс. ч. церезита на 10 масс. ч. воды). Церезит используют с жирными цементными растворами, в которых он заполняет поры и придает ему гидрофобные свойства. Церезитовые растворы используют не позднее чем через 1 ч после их приготовления. Недостаток церезитовых растворов – пониженные адгезионные свойства.

Аналогичные растворы могут быть получены добавкой битумных эмульсий и паст в растворные смеси на основе цементных вяжущих.