СМ Черных. Тема 1 Материалы из стеклянных и других минеральных расплавов Определение, краткие исторические сведения
 Скачать 3.77 Mb.
|
|
2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Строительным раствором называют материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества (цемента, извести), мелкого заполнителя (песка) и воды, а в необходимых случаях и специальных добавок. До затвердевания этот материал называют растворной смесью. Принципиальным отличием строительных растворов от мелкозернистых бетонов является то, что растворные смеси укладываются тонкими слоями обычно на пористое основание, и одним из главных свойств растворов является хорошее сцепление с основанием. По назначению строительные растворы бывают: кладочные — для кладки из кирпича, штучных камней и блоков; отделочные (штукатурные) — для оштукатуривания наружных и внутренних поверхностей конструкций; специальные — для омоноличивания сборных железобетонных конструкций, для устройства тепло- и гидроизоляции и других специальных целей. Растворы называют по свойствам основного входящего в них вяжущего (гидравлические и воздушные) и виду вяжущего (цементные, известковые, гипсовые и смешанные — цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые). По плотности различают растворы обыкновенные тяжелые (плотность более 1500 кг/м3), получаемые на плотных заполнителях (природный песок и др.), и легкие (менее 1500 кг/м3), изготовляемые на пористых заполнителях (керамзитовый песок, вспученный перлит и др.). Легкие растворы, кроме того, получают с помощью специальных пенообразующих добавок — поризованные растворы. 2.2. СВОЙСТВА РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ И ЗАТВЕРДЕВШИХ РАСТВОРОВ Растворная смесь должна обладать хорошей удобоукладываемостью, чтобы легко распределяться по пористому основанию, и высокой водоудерживающей способностью, чтобы не давать основанию отсасывать в себя воду. Удобоукладываемостъ — способность растворной смеси легко распределяться по поверхности сплошным тонким слоем, хорошо сцепляясь с поверхностью основания. Удобоукладываемая растворная смесь даже при укладке на неровной поверхности заполняет все впадины и плотно примыкает к камням кладки. Удобоукладываемость оценивается подвижностью смеси. Подвижность растворной смеси определяют по глубине погружения в нее эталонного конуса (рис. 11.1) массой 300 г, высотой 150мм и углом при вершине 30°. Конус сделан из жести, внутри него помещен груз (свинцовая дробь). В построечных условиях используют конус с делениями, нанесенными на его поверхности, и с цепочкой (или шнуром), прикрепленной к центру основания. Растворную смесь, подвижность которой надо определить, помещают в металлическую емкость (например, ведерко) и в нее погружают конус. В лабораториях используют специальный прибор, основным элементом которого является тот же конус (рис. 11.1, б). Такой конус был предложен Н. А. Поповым в Центральной строительной лаборатории «СтройЦНИЛ» в 30-х годах XX в., поэтому его часто называют конусом СтройЦНИЛа. Растворные смеси по подвижности делят на марки (Пк): Марка по подвижности Глубина погружения конуса, см Пк1.............. 1...4 Пк2 ............. 4...8 Пк3 ............. 8...12 Пк4 ............. 12...14 В зависимости от назначения применяют растворные смеси различных марок по подвижности: Назначение раствора Марка раствора Бутовая кладка с вибрированием ....... Пк1 Заполнение швов в панельных зданиях Пк 2 Кладка из пустотелого кирпича и керамических камней ....................... Пк 2 … Пк 3 Кладка из обыкновенного керамического кирпича Пк 3… Пк 4 Штукатурные работы ............... Пк 2… Пк 3 Один из способов повышения подвижности растворной смеси — увеличение содержания в ней воды, но при этом, чтобы сохранить прочность раствора и водоудерживающую способность смеси, увеличивают расход вяжущего. Более рациональный способ повышения подвижности — введение в раствор пластифицирующих добавок. Водоудерживающая способность — это способность растворной смеси удерживать воду при нанесении на пористое основание или при транспортировании. Если растворную смесь с малой водоудерживающей способностью нанести, например, на кирпич, то она быстро обезводится в результате отсасывания воды в поры кирпича. В этом случае затвердевший раствор будет пористым и непрочным. 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. Водоудерживающая способность зависит от количества вяжущего вещества в растворе, так как тончайший порошок вяжущего образует с водой вязкое тесто, препятствуя отделению воды и заполнителя. Повысить водоудерживающую способность без увеличения расхода цемента можно введением в растворную смесь тонкодисперсных минеральных порошков, в том числе и более дешевых вяжущих (извести, глины) или загущающих (водоудерживающих) водорастворимых полимерных добавок, таких, как метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и т. п. Затвердевший раствор должен иметь требуемые прочность и морозостойкость. Прочность строительных растворов характеризуется маркой, определяемой по пределу прочности при сжатии образцов-кубов размером 70,7 х 70,7 х 70,7 мм. Образцы, изготовленные из рабочей растворной смеси, твердеют на воздухе в течение 28 сут при температуре (20 ± 5) °С. Чтобы приблизить условия твердения образцов к реальным условиям твердения кладочных растворов, используют формы без дна и устанавливают их на пористое основание (кирпич). По прочности на сжатие, выраженной в кгс/см2, строительные растворы делят на марки: 4; 10; 25; 50; 75; 100; 150; 200. Растворы марок 4; 10; 25 изготовляют обычно на извести и местных вяжущих; растворы более высоких марок — на смешанном цементно-известковом, цементно-глиняном и цементном вяжущих. Прочность строительных растворов, так же, как и бетонов, зависит от марки вяжущего и его количества. Однако водовяжущее отношение в данном случае не имеет существенного значения, так как пористое основание, на которое наносят раствор, отсасывает из него воду, и количество воды в разных растворах становится приблизительно одинаковым. Марки наиболее часто применяемых кладочных и штукатурных растворов значительно ниже марок бетона. Это объясняется тем, что прочность кладочных растворов существенно не влияет на прочность кладки из камней правильной формы, а штукатурные растворы практически не несут никакой нагрузки. Более высокие требования предъявляются к прочности растворов для омоноличивания несущих сборных железобетонных конструкций. Морозостойкость растворов, также, как и бетонов, определяется числом циклов «замораживания-оттаивания», но до потери 25 % первоначальной прочности или 5 % массы. По морозостойкости растворы подразделяют на марки: F10...F200. 2.3. ПЛАСТИФИКАТОРЫ ДЛЯ РАСТВОРОВ Марки растворов по прочности обычно значительно ниже марок цемента. Поэтому, чтобы получить раствор заданной прочности, требуется небольшое количество цемента. Но, с другой стороны, растворная смесь должна быть пластична и обладать высокой водоудерживающей способностью. Этого, наоборот, можно достичь только при большом содержании в растворе вяжущего. Чтобы разрешить это противоречие, применяют смесь вяжущих, одно из которых придает раствору прочность, а другое — пластичность, или вводят в раствор органические пластификаторы. 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 не только второго вяжущего, но и пластификатора. В 30-х годах проф. Н. А. Поповым были предложены цементно-глиняные растворы, в которых в качестве пластифицирующей добавки использовалась глина. Казалось бы, что по аналогии с бетоном присутствие глины должно снижать прочность, водо- и морозостойкость раствора. Однако в цементно-глиняных растворах частицы глины равномерно распределены по всему объему, а не находятся в виде комьев или пленок, обволакивающих песок. Это достигается путем введения глины в растворную смесь в виде глиняной суспензии (жидкого теста). В таком случае глина, так же, как и известь, играет роль пластификатора. В качестве неорганических пластификаторов применяют и другие минеральные порошки: золы ТЭС, молотые шлаки, известняки и т. п. Неорганические пластификаторы позволяют получить высококачественные (удобоукладываемые, нерасслаивающиеся) растворные смеси и увеличить прочность растворов при небольшом расходе цемента. Оптимальное количество неорганических пластифицирующих добавок увеличивается с повышением доли песка (соотношения песок : цемент) в растворной смеси. Так, для растворов состава 1 : 5 (цемент : песок) оптимальное количество добавки составляет 100 %, для растворов 1 : 7,5 — 150 %; а для растворов 1 : 9— 200 % от массы цемента (рис. 11.2). Для приготовления растворов выпускается специальный кладочный цемент, в состав которого входит 20...30 % цементного клинкера, остальное — тонкомолотые неорганические добавки. Для растворов марки 100 и выше рациональнее применять органические поверхностно-активные пластифицирующие добавки — лигносульфонаты технические (ЛСТ и ЛСТМ), сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ) и др., вводимые в очень малых количествах (0,25...0,5 % от массы цемента). Действие таких добавок основано на вовлечении мельчайших пузырьков воздуха в растворную смесь (микропенообразование) и дополнительном диспергировании частиц цемента, что как бы увеличивает количество вяжущего в растворной смеси. Воздушные пузырьки придают пластичность растворной смеси, уменьшают водопоглощение и, образуя замкнутые поры, увеличивают морозостойкость раствора. В настоящее время для пластификации растворных смесей начинают применять суперпластификаторы — высокомолекулярные поверхностно-активные вещества, вводимые в растворную смесь в количестве до 1 % от массы цемента. Преимущество суперпластификаторов — сильная диспергация цемента в растворе: мелкие комочки цемента, которые трудно разбить механическим перемешиванием, распадаются на мельчайшие частицы под действием пластификатора, в результате чего увеличиваются поверхность вяжущего, удобоукладываемость и водоудерживающая способность растворной смеси. 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. Органические пластификаторы, так же, как и неорганические, позволяют существенно сократить расход цемента. В некоторых случаях применяют совместно органические и неорганические пластификаторы. 2.4 ПОДБОР СОСТАВА, ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ Подбор состава растворов выполняют, исходя из требуемой прочности (марки), подвижности, назначения раствора и условии производства работ. Состав раствора выражается количеством исходных материалов для получения I м растворной смеси или соотношением сухих компонентов (по массе или объему), при этом расход основного вяжущего принимают за 1. Например, состав растворной смеси, в которой на 1 ч. цемента приходится 0,7 ч. извести и 6 ч. песка, записывается 1 : 0,7 : 6. Составы растворов марок 25...100 обычно подбирают, пользуясь специальными таблицами. В табл. 11.1 приведены ориентировочные составы цементно-известковых и цементно-глиняных растворов с добавкой органического пластификатора и без нее. Подготовка сырьевых материалов. Для кладочных растворов применяют песок максимальной крупности 2,5 мм; содержание в нем глинистых и органических примесей ограничено стандартом. Известь применяют в виде известкового молока или реже известкового теста, предварительно пропущенного через сито № 025, чтобы в раствор не попали непогасившиеся частицы. При использовании глины вместо извести ее тщательно размачивают в течение нескольких дней. Делают это для того, чтобы разъединить частицы глины. Затем глину и воду приблизительно в равных объемах загружают в смеситель и перемешивают в течение 3...5 мин. Получившееся глиняное молоко сливают из смесителя через сетку, а в смеситель добавляют новую порцию воды и глины. Через 10...20 замесов смеситель очищают от нераспавшихся комьев и камней. Таблица 2.1. Ориентировочные составы растворов (в частях по объему)
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 (рис. 11.3, а) или вертикальным (рис. 11.3,6) 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, рабочим органом которых служат быстро вращающиеся роторы, 65, 500 и 800 л. Чтобы раствор обладал требуемыми свойствами, необходимо добиться однородности его состава. Для этого ограничивают минимальное время перемешивания. Средняя продолжительность цикле перемешивания для тяжелых растворов должна быть не менее 3 мин Легкие растворы перемешивают дольше. Как уже говорилось, 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. Зимой для получения растворов с положительной температурой составляющие раствора — песок и воду — подогревают до температуры не более 60 °С. Вяжущее подогревать нельзя. Растворы целесообразно готовить на централизованных бетоно-растворных заводах или растворных узлах, что обеспечивает получение продукции высокого качества. В последние годы все большую популярность приобретают сухие строительные смеси, изготовленные на специализированных заводах и расфасованные в мешки по 5...50 кг. На стройке сухие смеси требуют только добавления воды и перемешивания.   Рис. 11.3. Растворосмесители: а — лопастной СО-46А; б — турбулентный СБ-43Б; 1 — рама; 2 — барабан; 3 — решетка; 4 — лопасть; 5—привод; 6—разгрузочное устройство; 7—бак добавления воды и перемешивания. Транспортирование. Растворные смеси с заводов перевозят автосамосвалами или специальными машинами, в которых смесь постоянно подмешивается, что предохраняет ее от расслоения. Если используют автосамосвалы, во избежание расслоения смеси нормируется дальность ее перевозок (например, дальность перевозок цементно - известковых растворов по асфальтовой дороге — не более 10 км, по булыжной — 5...6 км). На крупных стройках растворную смесь подают к месту использования по трубам с помощью растворонасосов. Сроки хранения растворных смесей зависят от вида вяжущего и ограничиваются сроками его схватывания. Известковые растворы сохраняют свои свойства долго (пока из них не испарится вода). В высохший известковый раствор можно добавить воду и вторично перемешать его. Цементные растворы необходимо использовать в течение 2...4 ч; добавление воды и повторное перемешивание схватившихся цементных растворов не допускаются, так как это приводит к резкому падению марки раствора. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||