.
Строительными растворами называют мелкозернистые бетоны, состоящие из вяжущего (цемента, извести, гипса и т. п.), боды и мелкого заполнителя (песка, дробленого шлака и т. п.)
Растворы отличаются от бетонов только меньшей крупностью заполнителя. Поэтому общие закономерности, которые определяют подвижность бетонных смесей и прочность бетонов, распространяются и на растворы.
Чаще всего растворы применяют:
Кроме обычных штукатурных растворов применяют также специальные штукатурные растворы, например:
Для растворов, твердеющих на воздухе, применяют известь, гипс, а для твердеющих во влажной среде или в воде шлаковые цементы, портландцемент с добавками и т. п.
По виду используемых заполнителей растворы делят на тяжелые (обычные) и легкие. В легких растворах обычный песок заменяют мелкие пористые заполнители. Объемный вес легких растворов должен быть менее 1500 кг[м3 (в затвердевшем и сухом состоянии); у тяжелых же растворов он составляет чаще всего от 1800 до 2200 кг/м3.
Растворы для кладки и обычной штукатурки изготовляют пока большей частью на строительных площадках. Однако целесообразнее применять (и это частично уже делается) готовые смеси, доставляемые на строительства с централизованных установок или заводов, так как растворы заводского изготовления имеют лучшие качества, а вяжущего на них расходуется меньше.
Цветные растворы для декоративных штукатурок всегда изготовляют в виде готовых смесей на заводах.
Свежеизготовленные штукатурные растворы должны быть удобоукладываемыми и хорошо сцепляться с основанием как в свежезатворенном, так и в затвердевшем состоянии. Поэтому содержание вяжущего в растворах для штукатурки должно быть больше, чем в растворах для кладки. Однако излишнее количество вяжущего ведет к появлению трещин от высыхания и усадки.
При небольшом объеме работ качество растворов определяют, оштукагуривая заранее пробные участки на поверхности, подлежащей оштукатуриванию. При большом же объеме работ производят абораторный состава растворов, и определяют степень их расслаиваемое, способность к перекачке растворонасосами, сцепление с основанием и степень морозостойкости (для наружных штукатурок).
Для экономии основных вяжущих (особенно цемента) при изготовлении растворов широко применяют местные шлаковые и другие вяжущие (особенно с добавкой молотой извести-кипелки), «пробужденные» шлаки, а также вводят в растворы пластификаторы или поверхностно-активные вещества. Применение, поверхностно-активных веществ позволяет улучшить перекачиваемость и уменьшить содержание воды в растворах, ускоряя тем самым их сушку.
Ориентировочные составы обычных штукатурных растворов (в объемных частях) следующие:
Иногда рекомендуется предварительное выдерживание извести, смоченной водой (особенно высокоактивной извести, а также всякой извести в летнее время), до момента наибольшего разогревания (15—30 мин.); после этого раствор смешивается в растворомешалках и применяется еще теплым.
Свойства растворов, как и свойства бетонов, зависят от:
Качество свежезатворенного раствора определяется в первую очередь его удобоукладываемостью, т. е. способностью раствора укладываться на основание (кирпич и т. п.) тонким однородным слоем. Удобоукладываемый («мягкий») раствор хорошо заполняет все неровности основания и равномерно сцепляется со всей его поверхностью; неудобоукладываемый («жесткий») раствор соприкасается с основанием лишь на отдельных участках, давая плохое сцепление и слой неодинаковой плотности и деформируемости.
Те растворы, которые подаются к месту укладки с помощью раствороеасосов, должны хорошо перекачиваться, т. е. сравнительно легко и без расслоения перемещаться по стальным трубам и резиновым шлангам.
Удобоукладываемость раствора зависит:
Степень подвижности растворов на строительстве удобнее всего определять по глубине проникания металлического конуса установленной формы и веса (300 г), который при погружении может раздвигать песчинки (так называемый конус Стройцнила ).
Водоудерживающая способность предохраняет раствор от расслоения на составные части при транспортировании и от потери слишком большого количества воды при укладке на пористые основания.
При укладке на пористое основание (кирпич и т. п.) раствор с недостаточной водоудерживающей способностью будет садиться, т. е. очень быстро делаться жестким, так как капилляры кирпича будут быстро отсасывать воду. Такая потеря удобоукладываемости затрудняет работу, понижает производительность труда каменщиков и уменьшает прочность кладки на 15—25%. Отсасывание воды пористым основанием может привести к такому обезвоживанию и усадке раствора, что он не будет иметь надлежащего сцепления с основанием.
Раствор, обладающий достаточной водоудерживающей способностью, отдает пористому основанию излишнюю часть воды лишь постепенно, отчего становится плотнее и, следовательно, прочнее. Укладывать кирпич на таком растворе удобно, швы получаются плотными и имеют хорошее сцепление с кирпичом или камнем кладки, отчего прочность ее существенно увеличивается.
Удобоукладываемость раствора лучше всего проверять опытным путем в производственных условиях. Оценка степени расслаиваемости лабораторным методом производится по ГОСТ.
Важнейшими свойствами растворов в затвердевшем состоянии являются:
Такие свойства раствор приобретает только при правильно подобранном зерновом составе и заполнителях размером не больше 1/4 — 1/5 толщины шва в кладке.
Поскольку в растворах в отличие от бетона нет крупного заполнителя, то изменять их зерновой состав можно, лишь меняя соотношение песка и вяжущего.
Опытами установлено, что раствор получается удобоукладываемым, если все пустоты между зернами песка заполнены тестом, состоящим из вяжущего и воды, причем поверхность песчинок равномерно покрыта тонким слоем этого теста.
Так как поверхность песка в 1 м3 раствора весьма велика (при крупном песке около 5000 м2, а при мелком до 15 000 м2), то вяжущего теста (цементного, известкового и т. п.) на 1 м3 раствора требуется гораздо больше, чем на 1 м3 бетона. Практически для получения удобоукладываемого раствора требуется на 1 м3 мелкого песка около 0,5 м3 теста из цемента и воды, а на 1 м3 крупного песка — около 0,35 м3.
Объём теста Vт определяется суммой абсолютных объемов вяжущего Vц и воды Vв
Vт = Vц + Vв = Ц/fц + В/1
Однако сильно увеличивать объем теста путем добавления к нему воды нельзя, так как частицы вяжущего могут удержать лишь определенное количество воды, зависящее от величины поверхности частиц и от способности их адсорбировать воду.
Вода начинает сравнительно быстро отделяться от цементного раствора, если содержание ее больше 70—80% от веса цемента.
Хорошо погашенная известь может удержать в строительном растворе около 200 % воды. Поэтому известковый раствор оказывается гораздо более удобоукладываемым, чем цементный.
В большинстве случаев от растворов требуется невысокая прочность — от 2 до 100 кг/см2, а чаще всего 10—25 кг/см2. Для получения раствора такой прочности достаточно сравнительно небольшого количества цемента. Например, раствор, имеющий прочность на сжатие 25 кг/см2, можно получить, вводя на 1 м3 песка лишь около 100 кг цемента марки Rц =400 (Rц.пл около 200). Однако при таком небольшом количестве цемента раствор будет неудобоукладываемым и легко расслаивающимся. Для получения же удобоукладываемого раствора необходимо израсходовать цемента примерно в четыре раза больше, что экономически недопустимо. Поэтому в растворы обычно вводят кроме цемента специальные добавки, придающие смесям надлежащую удобоукладываемость и позволяющие экономить цемент.
Эти добавки бывают двух видов:
Широкое применение добавок позволяет экономить цемент, известь и другие вяжущие. Это имеет большое значение, так как растворы для кладки и штукатурки являются одним из самых распространенных материалов. На их изготовление расходуется 20—25%, всех выпускаемых цементов и большая часть извести и гипса, поступающих на строительство.
Дисперсные добавки, придающие растворам необходимую удобоукладываемость (пластичность) часто называют пластификаторами, а растворы с такими добавками — смешанными (смешанные цементно-известковые растворы, цементно-глиняные, гипсо-известкавые растворы и т. п.).
Смешанные цементно-известковые растворы впервые были изучены известным русским ученым проф. А. Р. Шулячшко в конце XIX века и широко применяются в настоящее время.
Однако использование в этих растворах в качестве пластификатора извести делает их не вполне экономичными, тем более что для получения удобоукладываемого раствора приходится вводить сравнительно много извести. Детальные исследования свойств смешанных растворов с различными добавками, проведенные в 1935—1939 гг. (проф. Н. А. Поповым, проф. П. С. Философовым и др.), показали полную возможность замены извести более дешевыми пластификаторами (в частности, глиной и золой). Поэтому в настоящее время кроме цементно-известковых растворов применяют и другие смешанные растворы (цементно-глиняные, цементно-зольные и т. п.).
Смешанные растворы благодаря лучшей удобоукладываемости дают кладку большей прочности, чем растворы, содержащие такое же количество цемента, но не содержащие добавок. Даже к сравнительно жирным (т. е. содержащим много цемента) растворам, в которых на одну объемную часть цемента приходится 3,5—4 объемных части песка, желательно добавлять глиняное или известковое тесто или же другие дисперсные добавки в количестве 10—20 % от объема цемента. Более же тощие растворы (содержащие 1 часть цемента и свыше 4 объемных частей песка) всегда следует изготовлять с добавками.
Общий характер влияния дисперсных добавок (например, глиняного теста, молотого известняка и т. п.) на прочность цементных растворов разного состава иллюстрируется. Так же примерно влияет и добавка известкового теста, так как собственно вяжущие свойства этого теста в присутствии цемента имеют существенного значения в первые месяцы твердения.
Крупные пески с зернами различных размеров и с малой пустотностью требуют, как правило, меньшего количества добавок, а пески с зернами сравнительно одинаковых размеров и мелкие, имеющие значительную пустотность, большего. Пески, содержащие глинистые частицы, требуют меньше добавок, чем чистые пески. Недостатком смешанных растворов является необходимость введения в них больших количеств дисперсных добавок (от 30 до 200% от веса цемента). Работы ряда советских исследователей, проведенные в последнее время, показали, что удобоукладываемые растворы можно получить, вводя в них взамен дисперсных добавок весьма малые количества поверхностно-активных веществ (от 0,03 до 0,2% от веса цемента, т. е. примерно в тысячу раз меньше, чем извести, глины и т. п.)
Общая теория влияния поверхностно-активных веществ на свойства строительных растворов была разработана академиком П. А. Ребиндером. На основе этой теории рядом советских исследователей разработаны новые способы улучшения удобоукла-дываемости растворов при помощи добавок различных поверхностноактивных веществ (омыленного древесного пека, мылонафта, щелочных вытяжек из измельченных растительных волокон и т. п.).
