Учебное пособие: Строительные растворы
Учебное пособие: Строительные растворы
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.
|