Строительный раствор – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения рационально составленной, однородно-перемешанной смеси из вяжущего вещества, мелкого заполнителя, воды и некоторых добавок. До начала твердения вяжущего вещества имеем дело с растворной смесью. Отличие растворной смеси от мелкозернистой бетонной смеси в способах укладки.
Растворы отличаются большей удельной поверхностью заполнителей, растворные смеси укладываются тонким слоем без значительного уплотнения и, как правило, на пористое основание, способное отсасывать воду из них.
1. Классификация строительных растворов
1. По плотности:
-тяжелые (плотностью менее 1500 кг/м3, на плотных заполнителях с насыпной плотностью не менее 1200 кг/м3);
- легкие (плотностью менее 1500 кг/м3, на легких заполнителях с насыпной плотностью менее 1200 кг/м3).
2. По виду вяжущего вещества:
-цементные,
-известковые,
-гипсовые,
-на смешанных вяжущих веществах.
3. По назначению:
- кладочные;
-отделочные;
-специального назначения.
2. Требования к материалам
Мелкий заполнитель. Для тяжелых растворов применяются кварцевый или полевошпатовый песок; для легких – пески из пемзы, туфа, ракушечника, керамзита.
Для кладочных растворов применяются пески с размером зерна не более 2,5 мм, для бутовой кладки – не более 5 мм, для штукатурных растворов – не более 1,2 мм.
Вяжущее вещество: портландцемент, известь, гипс, композиционные вяжущие вещества. Выбор вяжущего вещества зависят от условий работы и прочности раствора. Марка вяжущего вещества по прочности должна быть больше марки раствора в 2,0…2,5 раза, Лучше применять портландцемент для строительных растворов или известь в виде известкового теста.
Вода не должна содержать вредных примесей: растворимых солей, сульфатов и хлоридов.
Специальные добавки: пластификаторы, которые снижают расход вяжущего вещества и придают необходимую пластичность, повышают водоудерживающую способность растворной смеси. К ним относятся неорганические тонкодисперсные порошки (глина, известь, молотые шлаки, зола, тонкомолотый трепел и диатомит) и органические поверхностно активные добавки (ЛСТ, СНВ, мылонафт).
3. Основные свойства растворных смесей и растворов
Удобоукладываемость – способность растворной смеси распределяться на основании тонким однородным слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью. Характеризуется подвижностью – способностью растворной смеси растекаться под действием сил тяжести или каких-то внешних сил.
Водоудерживающая способность – способность растворной смеси не расслаиваться при транспортировании и сохранять достаточное количество воды в тонком слое смеси, уложенной на основание.
В зависимости от соотношения между количеством вяжущего вещества и заполнителя различают жирные, нормальные и тощие растворные смеси (рис. 1). Определение жирности производят следующим образом. В течение 1…2 мин смесь перемешивают палкой или веслом и наблюдают степень прилипания.
Тощая смесь почти не прилипает к палке или веслу (рис. 40а), в ней содержится малое количество вяжущего вещества, они являются малопластичными, недостаточно подвижными и менее удобными в работе.
Смесь нормальной жирности прилипает в отдельных местах (рис. 40б), в ней содержится оптимальное количество вяжущего вещества, они удобны в работе, обладают хорошей пластичностью.
Большое количество прилипшей смеси указывает на то, что смесь жирная (рис. 40в). В них наблюдается избыток вяжущего вещества, они подвижны и пластичны, однако при твердении дают большую усадку и растрескиваются.
Растворные смеси могут быть готовыми к употреблению и сухими. Сухие смеси в настоящее время нашли наибольшее применение, особенно при ремонтных работах.
4. Кладочные растворы
Кладочные растворы применяют для надежного соединения между собой отдельных элементов кладки, равномерного распределения нагрузки в ней и монтажа стен из панелей и блоков (монтажные). Цементные растворы применяют для подземной кладки и кладки ниже гидроизоляционного слоя. Цементно-известковые и цементно-глиняные растворы используются как в подземных, так и наземных частях зданий и сооружений. Известковые растворы используются в наземных частях зданий с небольшими нагрузками.
На прочность кладочного раствора, работающего на плотном основании, влияют те же факторы, что и для бетонов, т.е. активность вяжущего вещества Rц и водоцементное отношение согласно закону прочности раствора
Rp = 0,4 Rц (Ц/В – 0,3).
Прочность растворов, уложенных на пористое основание, повышается примерно в 1,5 раза за счет снижения количества воды в растворной смеси, связанной с ее поглощением пористым основанием. Растворная смесь уплотняется, а прочность раствора повышается по сравнению с раствором, уложенным на плотное основание. В смеси устанавливается постоянное водоцементное отношение.
Установлены марки раствора по прочности М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200. При возведении стен из панелей, крупных блоков к обычной каменной кладке в зимнее время без устройства тепляков марку строительного раствора повышают на одну ступень. При отрицательных температурах для сохранения жидкой фазы и продолжения реакции гидратации в состав строительного раствора вводят химические противоморозные добавки (поташ, нитрит натрия, хлористые соли и др.). Для монтажных растворов минимальная марка по прочности М100.
По морозостойкости кладочные растворы классифицируются на марки (F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300).
Для сохранения жидкой фазы в зимнее время и продолжения реакции гидратации в состав растворной смеси вводят противоморозные добавки (поташ, нитрит натрия, хлористые соли и др.).
5. Отделочные растворы
Отделочные растворы предназначены для отделки поверхности наружных и внутренних стен зданий и сооружений. Они состоят из тех же компонентов, что и кладочные, но обладают декоративно-художественными свойствами и к ним предъявляются меньшие требования по прочности.
Обычные штукатурки. Различают 3 слоя обычных штукатурок: подготовительный слой (обрызг), грунт (1 слой или более) и отделочный слой (накрывка). Обрызг имеет большую осадку конуса (8…12 см), чем другие слои. К обычным штукатуркам предъявляются требования по сцеплению с вертикальной поверхностью. Сцепление с основанием определяется следующим образом. На постелистую поверхность керамического кирпича наносится слой штукатурной растворной смеси толщиной 2 см, уплотнение производится 25 штыкованиями металлическим стержнем. Кирпич устанавливается на тычок, выдерживается в течение 5 мин, затем поворачивается на другой тычок и также выдерживается в течение 5 мин. Если смесь не сползает, то она готова к применению.
К декоративным растворам относятся терразитовые растворы, сграффито, фреска, каменные штукатурки:
– терразитовые растворы являются имитационными растворами, которые имитируют естественный камень. Основа - портландцемент и его разновидности. Применяются для отделки фасадов, реже для внутренних работ. Их консистенция определяется по скольжению с наклонной лопатки – она не должна прилипать к ней. Зажатая в кулаке смесь не должна выдавливаться между пальцами, а при разжатии кулака – рассыпаться. Образование фактуры и рельефа поверхности терразитовых растворов можно производить в пластичном состоянии – набрызгом через сетку щеткой, с веника резким ударом о рейку, растворометом под давлением, снежными хлопьями, обработкой металлической гвоздевой щеткой, отделкой под «шубу», «гальку», рукавицей, пленкой; (рис. 2); в полупластичном состоянии – циклеванием циклей с зубьями меньшими, чем размер песка в смеси; в затвердевшем состоянии (и рис. 3). При этом используют различные инструменты (рис. 4);
– сграффито – особая разновидность декоративного настенного изображения, выполняемая в два–три цвета процарапыванием и соскабливанием нанесенных друг на друга тонких цветных слов штукатурки.
Техника:
-нанесение нижнего цветного слоя штукатурки;
-нанесение верхнего цветного слоя штукатурки;
-перевод рисунка с трафарета на верхний цветной слой штукатурки; -выцарапывание рисунка по контуру до обнажения нижнего цветного слоя штукатурки.
– фреска и фреска в «секко». Фреска – художественная роспись, выполняемая затертыми на воде квасками по сырому свеженанесенному известковому слою штукатурки. Фреска в «секко» – художественная роспись, выполняемая известковыми квасками по сухой известковой штукатурки, предварительно отшлифованной пемзой.
– каменные штукатурки (искусственный мрамор) готовятся с применением ангидритового цемента, гипса или гидравлической извести. В зависимости от требований каменные штукатурки различаются на оселковые, утюжные и зеркальные.
Технология каменных штукатурок включает себя следующие операции:
– острожка (удаление неровностей);
– шлифовка с помощью шифера, песчаника или пемзы;
– полировка оселками (оселковый мрамор);
– лощение, заключающееся в покрытии воском, растворенном в скипидаре;
– утюжка горячими утюгами (утюжный мрамор);
– сушка; протирка скипидаром или бензином;
– покрытие пастой на основе воска, канифоли и бензина;
– полировка фетром или замшей (зеркальный мрамор).
6. Растворы специального назначения
Водонепроницаемые растворы. Водонепроницаемые растворы в основном являются жирными цементными растворами с добавлением различных компонентов: церезита (смесь олеиновой кислоты, извести, аммиака, раствора NH4SO4); жидкого стекла и алюмината натрия NaAlO2.
Инъекционные растворы применяются для заполнения каналов в преднапряженных железобетонных конструкциях.
Акустические и теплоизоляционные растворы готовят на портландцементе, шлакопортландцементе, гипсовых вяжущих с применением заполнителей из пористых песков, пемзы, перлита, шлаков, керамзита. В состав вводят также асбест, минеральную вату, опилки, очесы льна, конопли и джута. Чаще готовят в виде сухих смесей. Плотность 600…1200 кг/м3.
Рентгенозащитные растворы применяют для оштукатуривания стен и потолков в кабинетах и лабораториях, где установлено рентгеновское оборудовании. Их готовят на портландцементе, шлакопортландцементе и заполнителях из металлических руд, баритов, пыли с добавлением водорода, лития, кадмия, бора. Плотность более 2200 кг/м3. Из-за высокой плотности наносят тонкими слоями (4…6 мм), чтобы не сползал.
Кислотоупорные растворы готовят на жидком стекле с применением кварцевого песка или песков из андезита, гранита, диабаза. Для повышения водостойкости вводят активный кремнезем, а для повышения плотности и непроницаемости – полимерные композиции.